光电流指在入射光照射下光电探测器所产生的光生电流,暗电流可以定义为没有光入射的情况下探测器存在的漏电流。其大小影响着光接收机的灵敏度大小,是探测器的主要指标之一。暗电流主要包括以下几种:①耗尽区中边界的少子扩散电流;②载流子的产生-复合电流,通过在加工中消除硅材料的晶格缺陷,可以有效减小载流子的产生-复合电流,通常对于高纯度的单晶硅产生-复合电流可以降低到2*1011A/nm2以下;③表面泄漏电流,在制造工艺结束时,对芯片表面进行钝化处理,可以将表面漏电流降低到1011A/nm2量级。当然,暗电流也受探测器工作温度和偏置电压的影响。探测器的暗电流与噪声是分不开的,通常光电探测器的噪声主要分为暗电流噪声、散粒噪声和热噪声:a暗电流噪声:对于一个光电探测器来讲,可接收的光功率是由探测器的暗电流大小决定的,所以减小探测器的暗电流能提高光接收机的灵敏度;b散粒噪声:当探测器接收入射光时,散粒噪声就产生于光子的产生-复合过程中。由于光生载流子的数量变化规律服从泊松统计分部,所以光生载流子的产生过程存在散粒噪声;c热噪声:由于导体中电子的随机运动会产生导体两端电压的波动,因此就会产生热噪声。利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件,如光电管、光电倍增管和红外变像管等。深圳相干接收机光电探测器服务电话
相干光通信的理论和实验始于80年代。由于相干光通信系统被公认为具有灵敏度高的优势,各国在相干光传输技术上做了大量研究工作。经过十年的研究,相干光通信进入实用阶段。英美日等国相继进行了一系列相干光通信实验。AT&T及Bell公司于1989和1990年在宾州的罗灵—克里克地面站与森伯里枢纽站间先后进行了1.3μm和1.55μm波长的1.7Gbit/sFSK现场无中继相干传输实验,相距35公里,接收灵敏度达到-41.5dBm。NTT公司于1990年在濑户内陆海的大分—尹予和吴站之间进行了2.5Gbit/sCPFSK相干传输实验,总长431公里。直到19世纪80年代末,EDFA和WDM技术的发展,使得相干光通信技术的发展缓慢下来。在这段时期,灵敏度和每个通道的信息容量已经不再备受关注。然而,直接检测的WDM系统经过二十年的发展和广泛应用后,新的征兆开始出现,标志着相干光传输技术的应用将再次受到重视。在数字通信方面,扩大C波段放大器的容量,克服光纤色散效应的恶化,以及增加自由空间传输的容量和范围已成为重要的考虑因素。在模拟通信方面,灵敏度和动态范围成为系统的关键参数,而他们都能通过相关光通信技术得到很大改善。石岩高灵敏度光电探测器24小时服务PIN优点在于响应度高响应速度快,频带也较宽工作电压低。
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。
偏振复用就是将激光器发出的光通过偏振分束器分裂成两束,这两束光可以分别进行调制,由于偏振方向垂直,不会发生干涉。由于光在光纤中传输时,偏振方向可能发生改变,导致偏振方向不再严格垂直,产生偏振损耗。在激光器到光调制器之间的光路上,必须使用保偏光纤,保证光的偏振度,避免对非偏振的部分进行调制。在光纤中远距离传输时,必然会产生一定的偏振损耗。相干光通信的技术难点与传统光通信中,通信质量主要只与信号质量相关不同,在相干光通信中,算法占据了举足轻重的地位。由于接收机接受到的信号是在光纤中反复旋转、劣化的信号,相干探测取得的数据只是原始数据,需要进行大量的数据处理、判定和优化,这就对算法提出了很高的要求。在高速信号的背景下,这在过去一直是一个瓶颈。随着芯片技术的发展和DSP厂商在算法上所做出的努力,这个难点如今得到了很好的解决。APD雪崩光电二极管具有较高的接收机灵敏度。
器件灵敏度用一定偏压下每流明辐照所产生的光电流的大小来表示。例如一种CdS光敏电阻,当偏压为70伏时,暗电流为10-6~10-8安,光照灵敏度为3~10安/流明。CdSe光敏电阻的灵敏度一般比CdS高。光敏电阻另一个重要参数是时间常数τ,它表示器件对光照反应速度的大小。光照突然去除以后,光电流下降到最大值的1/e(约为37%)所需的时间为时间常数τ。也有按光电流下降到最大值的10%计算τ的;各种光敏电阻的时间常数差别很大。CdS的时间常数比较大(毫秒量级)。红外波段的光电导探测器PbS、Hg1-xCdxTe的常用响应波段在1~3微米、3~5微米、8~14微米三个大气透过窗口。由于它们的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就快速降低了对辐射的灵敏度。PIN缺点在于I层电阻很大管子的输出电流小,一般多为零点几微安至数微安。广东双通道平衡光电探测器均价
光电探测器的电路模型中包含的电阻为其热噪声的主要来源。深圳相干接收机光电探测器服务电话
光电探测器的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。其中首先要注意器件的感光面要和照射光匹配好,因光源必须照到器件的有效位置,如光照位置发生变化,则光电灵敏度将发生变化。如光敏电阻是一个可变电阻,有光照的部分电阻就降低,必须使光线照在两电极间的全部电阻体上,以便有效地利用全部感光面。光电二极管、光电三极管的感光面只是结附近的一个极小的面积,故一般把透镜作为光的入射窗,要把透镜的焦点与感光的灵敏点对准。一定要使入射通量的变化中心处于检测器件光电特性的线性范围内,以确保获得良好的线性输出。对微弱的光信号,器件必须有合适的灵敏度,以确保一定的信噪比和输出足够强的电信号。深圳相干接收机光电探测器服务电话
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