为了提高传输效率并且无畸变地变换光电信号,光电探测器不仅要和被测信号、光学系统相匹配,而且要和后续的电子线路在特性和工作参数上相匹配,使每个相互连接的器件都处于比较好的工作状态。现将光电探测器件的应用选择要点归纳如下:光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。如果测量波长是紫外波段,则选用光电倍增管或专门的紫外光电半导体器件;如果信号是可见光,则可选用光电倍增管、光敏电阻和Si光电器件;如果是红外信号,则选用光敏电阻,近红外选用Si光电器件或光电倍增管。光电二极管的工作原理同光电池一样,都是基于PN结的光伏效应工作的。雪崩光电探测器价格对比
光伏探测器基于光照产生电势差,用测电势差的原理。它分为光电池与光电二极管两种类型,光电池主要是把光能转换为电能的器件,目前有硒光电池、硅光电池、砷化镓及锗光电池等,但目前运用较广的是硅光电池。光电二级管分为P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等。PIN光电二极管又称快速光电二极管,与一般的光电二极管相比,它具有不的时间常量,并使光谱响应范转向长波方向移动,其峰值波长可移至1.04~1.06um而与YAG激光器的发射波长相对应。它具有灵敏度高的优点。它是由P型半导体和N型半导体之间夹了一层本征半导体构成的。因为本征半导体近似于介质,这就相当于增大了P-N结结电容两个电极之间的距离,使结电容变得很小。其次,P型半导体和N型半导体中耗尽层的宽度是随反向电压增加而加宽的,随着反偏压的增大,结电容也要变得很小。由于I层的存在,而P区一般做得很薄,入射光子只能在I层内被吸收,而反向偏压主要集中在I区,形成高电场区,I区的光生载流子在强电场作用下加速运动,所以载流子渡越时间常量减小,从而改善了光电二极管的频率响应。同时I层的引入加大了耗尽区,展宽了光电转换的有效工作区域,从而使灵敏度得以提高。石岩高带宽光电探测器价格行情半导体对光子的吸收主要的吸收为本征吸收,本征吸收分为直接跃迁和间接跃迁。
光相干接收机的一个优点是数字信号处理功能。数字相干接收机的解调过程是完全线性的;所有传输光信号的复杂幅度信息包括偏振态在检测后被保存分析,因此可以进行各种信号补偿处理,比如做色度色散补偿和偏振模式色散补偿。这就使得长距离传输的链路设计变得更加简单,因为传统的非相干光通信是要通过光路补偿器件来进行色散补偿等工作的。(传统传输链路的色散问题,即光信号各个组成成分在光纤中传输时,抵达时间不一样。)相干接收机比普通的接收机灵敏度高大约20dB,因此在传输系统中无中继的距离就会越长。得益于接收机的高灵敏度,我们可以减少在长距离传输光路上进行放大的次数。基于以上原因,相干光通信可以减少长距离传输的光纤架设成本,简化光路放大和补偿设计,因此在长距离传输网上成为了主要的应用技术。
光电探测器是光接收器的主要器件之一,用来将光功率转换为电流。根据系统的性能目标,可以选用PIN或APD(雪崩光电二极管)光电探测器。误码率(BER)是用于指定通信传输系统可靠性的主要指标,通常与接收机灵敏度值相关,该值定义了必须到达光电探测器的较小平均光功率,以实现所需的BER性能。另外,信道的Q值可以从采样的信号统计中计算出来,并用于估计系统的误码率。光电探测器在定义基本通信系统的较终灵敏度方面起着重要的作用,因为它以散弹噪声和热噪声的形式提供统计扰动,并引入了暗电流及定义响应率来衡量每单位输入功率获得多少电输出。这些特性取决于入射光的波长和传感器的材料特性和物理设计。光电探测器可分为两大类:一类是光子探测器;另一类是热探测器。
雪崩光电二极管(APD)当二极管PN结上加上足够强的反向电压的时候,耗尽区存在一个很强的场,足够使强电场飘移的光生载流子获得充分的动能来通过晶格原子碰撞产生新的载流子,新的载流子再次碰撞形成更多载流子,这样就实现了雪崩式的载流子倍增。但这同时也会造成噪声的放大当入射光功率脚较小时,多采用APD,此时引入的噪声不大,在入射光功率较大时,雪崩增益引起的噪声贡献占主要优势,可能带来光电流的失真,采用APD带来的好处不大,采用PIN更为合适。在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。飞博光电光电探测器使用方法
线性度和灵敏度是衡量PIN型光电探测器性能的两个重要参数。雪崩光电探测器价格对比
光电探测器的基本工作机理包括三个过程:(1)光生载流子在光照下产生;(2)载流子扩散或漂移形成电流;(3)光电流在放大电路中放大并转换为电压信号。当探测器表面有光照射时,如果材料禁带宽度小于入射光光子的能量即Eg<hv,则价带电子可以跃迁到导带形成光电流。当光在半导体中传输时,光波的能量随着传播会逐渐衰减,其原因是光子在半导体中产生了吸收。半导体对光子的吸收主要的吸收为本征吸收,本征吸收分为直接跃迁和间接跃迁。通过测试半导体的本征吸收光谱除了可以得到半导体的禁带宽度等信息外,还可以用来分辨直接带隙半导体和间接带隙半导体。本征吸收导致材料的吸收系数通常比较高,由于半导体的能带结构所以半导体具有连续的吸收谱。从吸收谱可以看出,当本征吸收开始时,半导体的吸收谱有一明显的吸收边。但是对于硅材料,由于其是间接带隙材料,与三五族材料相比跃迁几率较低,因而只有非常小的吸收系数,同时导致在相同能量的光子照射下在硅材料中的光的吸收深度更大。雪崩光电探测器价格对比
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