雪崩效應只是APD的工作原理,和工作模式不是一個東西。APD工作模式分蓋革模式和線型模式,區(qū)別在于線型模式偏置電壓低于反向擊穿電壓,蓋格模式偏置電壓高于擊穿電壓。線性模式下APD就是一個增益高的普通光電二極管。蓋格模式下APD接受到光子后就會進入并一直處于反向擊穿狀態(tài),APD一直通過一個很大的反向電流。這時,通過外部電路使偏置電壓暫時下降至擊穿電壓之下,APD從反向擊穿模式恢復,等待下一個光子,所以蓋格模式通常只適用與單光子計數(shù)應用。光電流在外部電路作用下形成電信號并輸出。APD光電探測器質量
雪崩光電二級管(APD)是得用光生載流子在高電場區(qū)內的雪崩效應而獲得光電流增益,具有靈敏度高、響應快等優(yōu)點,通常用于激光測距、激光雷達、弱光檢測(非線性)。APD雪崩倍增的過程是:當光電二極管的p-n結加相當大的反向偏壓時,在耗盡層內將產生一個很高的電場,它足以使在強電場區(qū)漂移的光生載流子獲得充分的動能,通過與晶格原子碰撞將產生新的電子-空穴對。新的電子-空穴對在強電場作用下,分別向相反的方向運動,在運動過程中又可能與原子碰撞再一次產生新的電子-空穴對。如此反復,形成雪崩式的載流子倍增加。這個過程就是APD的工作基礎。APD一般在略低于反向南穿電壓值的反偏壓下工作。在無光照時,p-n結不會發(fā)生雪崩倍增效應。但結區(qū)一旦有光照射,激發(fā)出的光生載流子就被臨界強電場加速而導致雪崩倍增。若反向偏壓大于反向擊穿電壓時,光電流的增益可達(十的六次方)即發(fā)生“自持雪崩倍增”。由于這時出現(xiàn)的散粒噪聲可增大到放大器的噪聲水平,以致使器件無法使用。飛博光電10G多模 PIN光電探測器直銷價格光電探測器的光電轉換特性必須和入射輻射能量相匹配。
光電導器件:利用具有光電導效應的半導體材料做成的光電探測器稱為光電導器件,通常叫做光敏電阻。在可見光波段和大氣透過的幾個窗口,即近紅外、中紅外和遠紅外波段,都有適用的光敏電阻。光敏電阻被較多地用于光電自動探測系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、導彈制導、紅外光譜系統(tǒng)等。硫化鎘CdS和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見光波段用得較多的兩種光敏電阻;硫化鉛PbS光敏電阻是工作于大氣紅外透過窗口的主要光敏電阻,室溫工作的PbS光敏電阻響應波長范圍1.0~3.5微米,峰值響應波長2.4微米左右;銻化銦InSb光敏電阻主要用于探測大氣第二個紅外透過窗口,其響應波長3~5μm;碲鎘汞器件的光譜響應在8~14微米,其峰值波長為10.6微米,與CO2激光器的激光波長相匹配,用于探測大氣第三個窗口(8~14微米)。
光電探測器件的應用選擇,實際上是應用時的一些事項或要點。在很多要求不太嚴格的應用中,可采用任何一種光電探測器件。不過在某些情況下,選用某種器件會更合適些。例如,當需要比較大的光敏面積時,可選用真空光電管,因其光譜響應范圍比較寬,故真空光電管普遍應用于分光光度計中。當被測輻射信號微弱、要求響應速度較高時,采用光電倍增管較合適,因為其放大倍數(shù)可達10^4~10^8以上,這樣高的增益可使其信號超過輸出和放大線路內的噪聲分量,使得對探測器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計變化。因此,在天文學、光譜學、激光測距和閃爍計數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應用。暗電流可以定義為沒有光入射的情況下探測器存在的漏電流。
1873年,英國W.史密斯發(fā)現(xiàn)硒的光電導效應,但是這種效應長期處于探索研究階段,未獲實際應用。第二次世界大戰(zhàn)以后,隨著半導體的發(fā)展,各種新的光電導材料不斷出現(xiàn)。在可見光波段方面,到50年代中期,性能良好的硫化鎘、硒化鎘光敏電阻和紅外波段的硫化鉛光電探測器都已投入使用。60年代初,中遠紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導探測器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(鍺摻金)和Ge:Hg光電導探測器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元系材料的研究取得進展。工作原理和特性光電導效應是內光電效應的一種。當照射的光子能量hv等于或大于半導體的禁帶寬度Eg時,光子能夠將價帶中的電子激發(fā)到導帶,從而產生導電的電子、空穴對,這就是本征光電導效應。這里h是普朗克常數(shù),v是光子頻率,Eg是材料的禁帶寬度(單位為電子伏)。因此,本征光電導體的響應長波限λc為λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c為光速。本征光電導材料的長波限受禁帶寬度的限制。非相干接收:在接收設備中不用載波相位信息去檢測就接收信號。廣東2GHZ APD光電探測器分類
相干接收:在接收設備中利用載波相位信息去檢測并接收信號。APD光電探測器質量
光電導探測器主要是通過電陰值的變化來檢測,以下我將以光敏電阻為例介紹其工作原理。光敏電阻又稱光導管,它沒有極性,純粹是一個電阻器件,使用時既可加直流電壓,也可以加交流電壓。無光照時,光敏電阻值(暗電阻)很大,電路中電流(暗電流)很小。當光敏電阻受到一定波長范圍的光照時,它的阻值(亮電阻)急劇減少,電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好,亮電阻越小越好,此時光敏電阻的靈敏度高。實際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級,亮電阻在幾千歐以下。APD光電探測器質量
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