光电探测器简介、现状及分析
光电探测器技术的发展现状与趋势

光电探测器技术的发展现状与趋势一、绪论光电探测器是指将光信号转换为电信号的器件,是现代光电技术的核心。
光电探测器具有高灵敏度、高分辨率、宽波长响应范围等优点,广泛应用于通讯、医疗、安防、航空航天、环境监测等领域。
本文就光电探测器技术的发展现状与趋势进行探讨。
二、发展现状1. 热释电探测器热释电探测器是一种新型的光电探测器,其工作原理是利用光辐射引起探测物质的温度变化,产生热释电效应,并将其转化为电信号。
与传统的半导体探测器相比,热释电探测器具有响应速度快、低噪声等优点,广泛应用于热成像、红外探测等领域。
2. 硅基光电探测器硅基光电探测器是一种典型的光电元件,以硅材料为基底制造。
硅基光电探测器具有成熟的制造工艺和高灵敏度、低噪声、快速响应等优点,是光通信、光计算、遥感、医疗等领域的重要器件。
3. 红外探测器红外探测器是一种高灵敏度、高分辨率的光电探测器。
随着红外光技术的不断发展,红外探测器的性能也逐步提高,应用范围更加广泛。
当前市场上主要的红外探测器有热释电探测器、光电二极管探测器、金属半导体场效应管探测器等。
三、技术趋势1. 制造工艺的进一步优化目前光电探测器制造的主要难点之一是如何控制材料的晶格和表面形貌,以提高器件的性能。
未来的发展趋势是对制造工艺进行进一步优化,采用新材料和新制造工艺,提高器件的光电转换效率、灵敏度和响应速度。
2. 对多模式光子探测器的研究多模式光子探测器是一种新兴的光电探测器,能同时探测多个光子的数量和时序信息。
它具有高精度、高响应速度等优点,在激光雷达、光子计算等领域具有广阔的应用前景。
3. 异质结构的研究异质结构是将两种不同的半导体材料通过层状堆叠制备而成的结构。
此类结构具有独特的电、光、力学与热学特性,被认为是制备高性能光电探测器的理想载体。
未来的发展趋势是对异质结构进行更为深入的研究,探索新的应用领域。
四、结论光电探测器技术在科学研究和工业生产中具有广泛的应用前景。
光电探测器技术研究与应用现状

光电探测器技术研究与应用现状在现代科技领域中,光电探测技术扮演了一个非常重要的角色。
随着人们对技术的不断研究和发展,光电探测器的应用范围也得到了不断拓展。
本文将为您介绍光电探测器技术的研究进展以及在不同领域的应用现状。
一、光电探测器技术的研究进展1. 光电探测器的基本原理光电探测器一般由光电导体和半导体材料组成。
光电导体是一种能够转换光电转换的材料。
光电管就是利用光电导体这种材料制成的,它能将光的能量转化为电子能量。
半导体材料则是一种能够在光学上和电学上加工形状的材料。
它们通常用于管道中的探头,以便能够测量到光信号的更细微的变化。
半导体材料具有几种不同的特性,例如从材料的壳层中唤醒非常小的电潮波和热潮波,以及能够用探针测定反应的低电流。
2. 光电探测器的研发现状光电探测器技术的发展经历了多个阶段,从最早的光电导体到后来的半导体探测器、光电二极管、光电转换器等,每一种技术的发展都标志着光电探测器技术在各个领域的应用范围不断拓展。
其中,CCD(Charge-Coupled Device)被广泛应用于全天候的遥感监测、天文学、光电成像、电缆电视等领域。
在半导体探测器的研究中,Si-CMOS和InGaAs技术研究进展较为显著。
另外,在面向空间应用的超大型探测器研究中,由于热信号干扰、热带宽等因素影响,单一技术取得的效果受到一定制约,目前研究重心转向复合探测器。
此外,随着超快速度和高时间分辨率成为生命科学及材料科学的主要科研方向,光电器件的高速度和时间分辨率受到越来越多的关注,微博安防监控、医疗成像、无人机电子监测等领域的应用需求也越来越大。
二、光电探测器技术在不同领域的应用现状1. 光学通信光学通信是指利用光波制作的通信系统。
光学通信利用激光、红外线等技术对电信号传输进行高速、高清晰、低噪音的处理。
这个过程中,光电探测器起主要作用。
在这个领域,光电探测器技术中的PIN、APD、MLE等探测器得到了广泛应用。
光电探测器的研究与应用现状

光电探测器的研究与应用现状光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置,它在现代科技领域中起着至关重要的作用。
光电探测器的研究与应用正在逐渐发展和拓展,本文将从几个方面介绍光电探测器的研究和应用现状。
一、光电探测器的种类根据光电探测器的种类可将其分为光电二极管、光电倍增管、光电导和光电晶体管等,其中光电二极管是应用和研究最为广泛的一种光电探测器。
光电二极管是利用半导体材料的PN结来实现光电转换的,其性能优越,在光通信、光电子学等领域被广泛应用。
同时,其接收速度快,响应时间短,可以达到亚纳秒级别。
不过,其灵敏度与面积不成比例,而且其响应速度会受到温度和电流的影响,因此在一些高速光通信领域中需要使用其他类型的光电探测器。
二、光电探测器在光通信中的应用光通信技术已经成为现代通信技术的主流,而光电探测器则是光通信中不可或缺的关键组成部分。
光电探测器可以将光信号转换为电信号,实现光信号与电信号之间的互相转换,使得信息得以在光学和电学之间进行传输。
目前,光接收模块中最常用的光电探测器是光电二极管,其高速度和高灵敏度使其成为优选的光电探测器。
此外,还有一些新型光电探测器正在研究和发展中,例如纳米光电探测器、有机半导体探测器和基于石墨烯的探测器等。
三、光电探测器在医学及生物科学中的应用光电探测器在医学及生物科学领域中也发挥着重要的作用。
例如,医学领域中经常使用的磁共振成像(MRI)技术就需要使用光电探测器以便探测信号。
此外,在生物科学研究中,光电探测器也可用于如蛋白质定量、药物筛选、DNA测序等方面,成为生物领域中广泛使用的夹道器之一。
为了更好地满足医学及生物领域中的研究需求,科研人员正在研发更高分辨率、更高灵敏度的光电探测器,同时不断探索新型的光电探测技术和应用。
四、光电探测器在安防中的应用在安防领域中,光电探测器也广泛应用。
例如,在夜视仪和光学望远镜等设备中都采用了光电探测器。
此外,在热成像设备中,IR光电二极管也是常用的探测器,其可将红外辐射转化为电信号,以便检测并分析热量信息。
光电探测器简介演示

contents
目录
• 引言 • 光电探测器的基本原理 • 光电探测器的种类与特点 • 光电探测器的性能指标 • 光电探测器的应用案例 • 总结与展望
01
CATALOGUE
引言
什么是光电探测器
• 光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置,它利用 了光的能量和物质的相互作用来产生电信号。光电探测器在许 多领域都有广泛的应用,如光学通信、光谱分析、环境监测、 安全监控等。
安全监控
光电探测器可以用于安全监控,例如在机场、银行等场所 的监控系统中,光电探测器可以检测到人员的活动和物体 的移动。
02
CATALOGUE
光电探测器的基本原理
光-电转换原理
光-电转换是光电探测器的基本工作原理,即通过接收光子,将光信号转换为电 信号。
光电探测器中的光敏元件(如光电二极管、雪崩光电二极管等)能够将入射光子 转化为电子-空穴对,这些载流子在外加电场的作用下定向移动,形成电信号输 出。
光电探测器的应用场景
光学通信
光电探测器可以将光信号转换为电信号,从而实现信息的 传输和处理。在光纤通信中,光电探测器是必不可少的器 件之一。
环境监测
光电探测器可以用于监测环境中的光辐射水平,从而对环 境进行评估和管理。例如,它可以用于监测大气污染和海 洋环境中的光辐射水平。
光谱分析
光电探测器可以用于检测物质的光谱特征,从而对物质进 行分析和鉴别。在环境监测和化学分析中,光电探测器也 有广泛的应用。
光电探测器在医疗诊断中的应用
内窥镜
内窥镜结合光电探测器可以实时检测人体内部病变,提高医疗诊断的准确性和 效率。
医学影像
光电探测器在医学影像技术中也有广泛应用,如X光、CT等设备的图像采集和 处理系统中都离不开光电探测器的支持。
2023年光电探测器行业市场发展现状

2023年光电探测器行业市场发展现状光电探测器是一种特殊的电子元器件,用于检测和接收光信号。
随着科技的不断发展,光电探测器在各个领域的应用越来越广泛,市场需求不断增加。
本文将对光电探测器行业市场发展现状进行分析。
一、行业现状光电探测器是现代电子技术的重要组成部分,其应用在通信、军事、医学、工业等众多领域。
随着应用场景的不同,光电探测器也分为多种类型,如光电二极管(Photodiode)、光敏电阻(Photoresistor)、光电传感器(Photo Sensor)等。
在通信领域,光电探测器应用最广泛的是光电二极管,其可以将光信号转换为电信号,用于光通信和光纤通信。
在医学领域,光电探测器被用于病理学、生理学、病毒学和免疫学等研究领域,用于检测和观察细胞、组织和器官等。
全球光电探测器市场规模不断扩大,据统计,2019年全球光电探测器市场规模达到了156.4亿美元,预计到2025年将达到234.3亿美元。
其中,亚太地区光电探测器市场规模增长最快,预计到2025年将占全球光电探测器市场的40%以上。
同时,光电探测器市场竞争也日益激烈,市场份额主要被美国、日本、欧洲等发达国家和地区的企业占据。
二、市场驱动因素1. 通信市场需求增加:随着5G网络的推出以及数字化和智能化的发展,通信业的发展对光电探测器的需求增加,主要应用在光通信和光纤通信领域。
2. 工业自动化需求增长:工业自动化的发展促进了光电探测器在自动化生产中的应用,如光电传感器可用于检测、计数、识别和测量等环节。
3. 医疗技术进步:随着医疗技术的不断进步,光电探测器在医学领域的应用越来越广泛,如在光诊断、光治疗、光敏化疗等方面。
三、市场趋势1. 持续技术创新:新型光电探测器的出现和应用推广,将为光电探测器行业带来更广阔的发展前景。
2. 小型化和高效化:随着科技的不断进步和技术应用的深入,光电探测器的尺寸将越来越小,同时效率和灵敏度也将不断提高。
3. 多功能化:随着不同领域对光电探测器的需求不断增长,多功能化的光电探测器将成为未来的发展方向。
光电探测器行业现状分析报告

光电探测器行业现状分析报告光电探测器行业现状分析报告一、行业概述光电探测器是一种将光信号转换为电信号的传感器,它利用光电效应将光能转化为电能,从而实现对光信号的检测和测量。
光电探测器在通信、能源、环保、科研等领域得到广泛应用,是光电子行业的重要组成部分。
二、市场规模近年来,随着科技的进步和应用领域的拓展,光电探测器行业市场规模持续增长。
据统计,全球光电探测器市场规模2019年达到了约X亿美元,预计到2025年将达到X亿美元,年复合增长率约为X%。
在应用领域方面,光电探测器广泛应用于光通信、光纤传感、光谱仪器、3D传感等领域。
其中,光通信领域是光电探测器最大的应用市场,光纤传感和光谱仪器领域也在不断增长。
此外,随着5G、物联网、人工智能等技术的发展,光电探测器在智能家居、智慧城市等领域也将得到广泛应用。
三、竞争格局目前,全球光电探测器市场竞争格局比较激烈,但市场主要集中于几家领先企业。
其中,美国的应用材料公司、日本的Canon公司、中国的长光所等是全球光电探测器市场的领导者。
此外,还有一些新进入市场的企业正在积极开发和推广光电探测器产品。
在中国,光电探测器行业也得到了快速发展。
国内企业通过引进技术、自主创新等方式,不断提高产品质量和技术水平,逐渐成为全球光电探测器市场的重要供应商。
其中,以长光所、华为为代表的企业在光通信领域具有较强的竞争力。
四、发展趋势技术创新:光电探测器技术不断发展,未来将朝着高灵敏度、低噪声、快速响应方向发展。
新材料、新工艺的应用也将进一步提高光电探测器的性能和降低成本。
应用拓展:随着应用领域的不断拓展,光电探测器的应用场景将越来越广泛。
例如,在5G通信领域,高精度、高速的光电探测器将成为5G光模块的关键部件;在智能家居领域,低成本、低功耗的光电探测器将成为智能家居传感器的核心元件。
智能制造:智能制造是未来制造业的发展方向,光电探测器制造也不例外。
通过引入先进的自动化生产线和智能化设备,实现生产过程的自动化和信息化管理,提高生产效率和产品质量将成为光电探测器行业的必然趋势。
光电探测器的发展现状及分析

光电探测器的发展现状及分析首先是光电探测器的结构设计方面的进展。
光电探测器的结构设计直接影响到其灵敏度、响应速度和稳定性等性能指标。
近年来,应用于光电探测器晶体管的深亚微米技术的发展,使得器件尺寸更小,对光的响应速度更快。
此外,光电探测器采用多种材料的异质结构设计,如硅基混合集成电路技术,有助于在不同波段实现高灵敏度和快速响应。
其次是光电探测器的性能优化方面的进展。
光电探测器的性能主要包括灵敏度、响应速度、噪声和波长范围等指标。
为了提高光电探测器的灵敏度,一种常见的方法是采用增强型表面等离子体共振结构,该结构可以增加光与表面的相互作用,从而提高探测效率。
此外,通过引入内部增益机制,如光电倍增管、光电二极管等,可以进一步提高光电探测器的灵敏度。
在响应速度方面,有许多技术应用于改善光电探测器的快速响应,如超高速光电探测器和超快电子学技术,使得光电探测器的响应速度在皮秒或飞秒级别。
此外,随着纳米技术的不断发展,光电探测器在纳米尺度上的研究也取得了重要进展。
纳米材料的独特性能使得纳米光电探测器具有更高的灵敏度和更快的响应速度。
例如,石墨烯和纳米线等材料被广泛用于光电转换器件的制备。
此外,通过控制纳米结构的形状和大小,还可以调控光电转换的性能,实现材料的可控谐振和增强。
光电探测器在各个领域的应用也得到了广泛的拓展。
在光电通信领域,高速光电探测器的发展使得光通信传输速率得以提升,支持高容量、高速率的数据传输。
在生物医学领域,光电探测器可用于人体生理参数监测、病变检测等,为医学影像学和临床诊断提供重要的指导。
另外,光电探测器也可以应用于环境监测,如大气气体分析、水质检测等。
总结而言,光电探测器在结构设计、性能优化和应用方面得到了显著的发展。
随着科学技术的不断进步,我们有理由相信光电探测器在未来的发展中将会继续突破更多技术壁垒,实现更高的灵敏度、更快的响应速度和更广泛的应用领域。
2018-2024年中 国光电探测器行业现状

2018-2024年中国光电探测器行业现状2018 2024 年中国光电探测器行业现状在科技飞速发展的当下,光电探测器作为一种关键的光电子器件,在众多领域发挥着不可或缺的作用。
从通信、医疗到安防、航空航天,其应用范围不断拓展,技术也在持续创新。
在 2018 年至 2024 年这段时间里,中国光电探测器行业经历了显著的变化和发展。
首先,从市场规模来看,呈现出持续增长的态势。
随着 5G 通信技术的推广和普及,对高速、大容量的光通信需求日益增加,这直接推动了光电探测器在通信领域的广泛应用,从而带动了市场规模的扩大。
同时,在医疗领域,如医疗影像设备的不断升级,对光电探测器的性能和精度提出了更高的要求,也促进了市场的增长。
技术方面,不断取得新的突破。
例如,在材料研究上,新型半导体材料的应用提高了探测器的响应速度和灵敏度。
量子点、二维材料等前沿材料的研究和应用,为光电探测器的性能提升开辟了新的途径。
此外,集成化技术的发展使得光电探测器能够与其他电子元件更紧密地集成在一起,减小了设备的体积,提高了系统的稳定性和可靠性。
在应用领域,除了通信和医疗,光电探测器在安防监控领域的应用也日益广泛。
高分辨率、远距离探测的需求使得光电探测器成为安防监控系统中的关键组件。
在工业自动化领域,光电探测器用于质量检测、生产流程控制等环节,提高了生产效率和产品质量。
然而,中国光电探测器行业也面临着一些挑战。
一方面,核心技术与国际先进水平仍存在一定差距。
一些高端产品的关键技术仍依赖进口,自主研发和创新能力有待进一步提高。
另一方面,市场竞争激烈。
国内企业数量众多,但规模普遍较小,产品同质化现象较为严重,导致价格竞争激烈,利润空间受到挤压。
不过,面对这些挑战,中国光电探测器行业也迎来了新的机遇。
国家政策的支持为行业发展提供了有力保障。
“中国制造2025”等战略的实施,鼓励企业加大研发投入,推动产业升级。
同时,国内庞大的市场需求为企业提供了广阔的发展空间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
光电探测器的发展现状及分析摘要概述了光电探测器的分类和基本原理,并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了光电探测器国内外研究现状,预测了硅基雪崩光电探测器在军事和激光雷达等方向的应用前景关键词光电探测器分类原理发展现状一光电探测器原理光子型探测器(photon detector)利用外光电效应或内光电效应制成的辐射探测器,也称光电型探测器。
探测器中的电子直接吸收光子的能量,使运动状态发生变化而产生电信号,常用于探测红外辐射和可见光。
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。
这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极,当光子投射到光电阴极上时,光子可能被光电阴极中的电子吸收,获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。
在光电管中,光电子在带正电的阳极的作用下运动,构成光电流。
光电倍增管与光电管的差别在于,在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极(称为打拿极)。
从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞,发生倍增效应,最后形成较大的光电流信号。
因此,光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。
红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。
光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦,当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时,便发出绿色的光像信号特点:入射光子和材料中的电子发生各种直接相互作用即光电子效应所用的材料:大多数为半导体。
根据效应发生的部位和性质分为1. 外光电效应:发生在物质表面上的光电转化现象,主要包括光阴极直接向外部发射电子的现象。
典型的例子是物质表面的光电发射。
这种效应多发生于金属和金属物。
2. 内光电效应:指发生在物质内部的光电转化现象,特别是半导体内部载流子发生效应,这种效应多发生于半导体内。
二光电探测器分类2.1 外光电效应探测器外光电效应:当光照射某种物质时,若入射的光子能量足够大,它和物质中的电子相互作用,致使电子逸出物质表面,这就是外光电效应,逸出物质表面的电子叫做光电子2.11 光电管光电管(phototube)基于外光电效应的基本光电转换器件。
光电管可使光信号转换成电信号。
光电管分为真空光电管和充气光电管两种。
光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空,在内半球面上涂一层光电材料作为阴极,球心放置小球形或小环形金属作为阳极。
若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。
光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离,可增加光电管的灵敏度。
用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等,可适合不同波段的需要。
光电管灵敏度低、体积大、易破损,已被固体光电器件所代替。
光电管原理是光电效应。
一种是半导体材料类型的光电管,它的工作原理光电二极管又叫光敏二极管,是利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。
当光照强度增加时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,如果二极管反偏,则反向电流增大,因此,光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。
光电二极管是一种特殊的二极管,它工作在反向偏置状态下。
常见的半导体材料有硅、锗等。
如我们楼道用的光控开关。
还有一种是电子管类型的光电管,它的工作原理用碱金属(如钾、钠、铯等)做成一个曲面作为阴极,另一个极为阳极,两极间加上正向电压,这样当有光照射时,碱金属产生电子,就会形成一束光电子电流,从而使两极间导通,光照消失,光电子流也消失,使两极间断开光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。
光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。
临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。
还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。
可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。
正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。
这种解释为爱因斯坦所提出。
光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用,在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。
前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响2.12 光电倍增管将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。
光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。
它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。
闪烁计数器的出现,扩大了光电倍增管的应用范围。
激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。
电视电影的发射和图象传送也离不开光电倍增管。
光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。
(《中国大百科全书·电子学与计算机》)电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。
管内除光电阴极和阳极外,两极间还放置多个瓦形倍增电极。
使用时相邻两倍增电极间均加有电压用来加速电子。
光电阴极受光照后释放出光电子,在电场作用下射向第一倍增电极,引起电子的二次发射,激发出更多的电子,然后在电场作用下飞向下一个倍增电极,又激发出更多的电子。
如此电子数不断倍增,阳极最后收集到的电子可增加104~108倍,这使光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多,可用来检测微弱光信号。
光电倍增管高灵敏度和低噪声的特点使它在光测量方面获得广泛应用由于光电倍增管增益高和响应时间短,又由于它的输出电流和入射光子数成正比,所以它被广泛使用在天体光度测量和天体分光光度测量中。
其优点是:测量精度高,可以量比较暗弱的天体,还可以测量天体光度的快速变化。
天文测光中,应用较多的是锑铯光阴极的倍增管,如RCA1P21。
这种光电倍增管的极大量子效率在4200埃附近,为20%左右。
还有一种双硷光阴极的光电倍增管,如GDB-53。
它的信噪比的数值较RCA1P21大一个数量级,暗流很低。
为了观测近红外区,常用多硷光阴极和砷化镓阴极的光电倍增管,后者量子效率最大可达50%。
普通光电倍增管一次只能测量一个信息,即通道数为1。
近来研制成多阳极光电倍增管,它相当于许多很细的倍增管组成的矩阵。
由于通道数受阳极末端细金属丝的限制,目前只做到上百个通道。
光电倍增管可分成4个主要部分,分别是:光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统、阳极。
2.2 内光电效应探测器是光电效应的一种,主要由于光量子作用,引发物质电化学性质变化。
内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。
光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体(如PN结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压光生伏特效应:基于半导体PN结基础上的一种将光能转化成电能的效应。
当入射辐射作用在半导体PN结上产生本征吸收时,价带中的光生空穴与导带中的光生电子在PN结内建电场的作用下分开,形成光生伏特电压或光生电流的现象。
现代很多光电探测器都是基于内光电效应,其中光激载流子保留在材料内部,最重要的内光电效应时光电导,本征光电导吸收一个光子,就会从价带激发到导带,产生一个自由电子,同时在价带产生一个空穴。
对材料施加的电场导致了电子和空穴都通过材料传输,并随之在探测器电路中产生电流。
基于内光电效应的探测器有光电导探测器,光伏探测器等等。
2.21 光电导探测器利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。
所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。
光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。
在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。
光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。
为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PRO、Sb2S3等。
其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成工作原理和特性:光电导效应是内光电效应的一种。
当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。
这里h是普朗克常数,v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度(单位为电子伏)。
因此,本征光电导体的响应长波限λc为λc=hoc/Eg=1.24/Eg(μm) 式中c为光速。
本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制.凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应。
但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。
常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有:CBS、Cd Se、Cd Te、Si、Ge等;在近红外波段有:PbS、Pb Se、In-Sb、Hg0.75Cd0.25Te等;在长于8微米波段有:Hg1-excited、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等;Cdr、Cd Se、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。
2.22 光伏探测器用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏器件,也称结型光电器件。
这类器件品种很多,其中包括:光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器(PSD)、光电耦合器件等光伏探测器是在紫外、可见光、近红外、中波红和远红外这些光学波段上展开的。
首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电探测器变成电信号输出,虽然点测量方法灵活多样,看测参数众多,但广电探测器的工作原理均是其余物质的光电效应。
三国内外发展现状3.1 英特尔高性能硅基雪崩光电探测器2008年12月7日,英特尔公司宣布其研究团队在硅光电子学领域取得了又一项重大的技术突破,成功使用基于硅的雪崩光电探测器(Silicon-based Avalanche Photodector)实现了创世界纪录的高性能,这款雪崩光电探测器使用硅和CMOS 工艺实现了有史以来最高的340GHz“增益-带宽积”,这为降低40Gbps或更高数据传输速度的光学链路的成本开启了大门,同时也第一次证明了硅光电子元器件的性能可以超过现有的使用磷化铟(lnP)等更昂贵传统材料制造的光电子元器件的性能。