紫外探测器
宽禁带紫外光电探测器模板
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(3) 量子效率
量子效率分为内量子效率和外量子效率： ◆ 内量子效率定义为入射至器件中的每一个光子所产生的电子-空穴对数目，即
◆ 第三代宽带隙半导体材料主要包括SiC、GaN、ZnO和金刚石等，同第一、 二代电子材料相比，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、 导热性能好等特点，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电 子器件；而利用其特有的宽禁带，还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器 件和光探测器件。
一、引言
一、引言
◆ 相比之下，我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步晚，而且研究单位较 少，存在生长设备落后、投入不足、缺少高质量大尺寸的衬底、外延生长 技术不成熟等问题，进展较慢，还处在初步阶段。
◆ 虽然军事上、民用上都迫切需要高性能、高可靠性的紫外探测器，但目前所 研制的宽禁带半导体紫外探测器还未达到商品化的程度。
i 产生入的射电 的 空 子光 穴子 对数 个数
◆ 在实际应用中，入射光的一部分在器件表面被反射掉，在有源层中被吸收部分 的大小又取决于材料的吸收系数和厚度，所以实际上只是部分的Popt能被器件有效 地吸收而转化为光电流。定义外量子效率为
◆ 但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十 分缓慢。直到20世纪80年代后期至90年代初，SiC单晶生长技术和GaN异质结 外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。
◆ 用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫 外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性，并开始取 得非常引人注目的进展。
紫外检测器安全操作及保养规程
紫外检测器安全操作及保养规程紫外检测器是一种用于检测样品中的化合物的仪器。
虽然紫外检测器用途广泛，但如果不进行正确的操作和保养，就会引起安全问题和损坏设备。
本文将介绍紫外检测器的安全操作和保养规程。
安全操作1. 警惕高压电源紫外检测器中通常包括高压电源。
打开仪器前，请确保不要触摸或碰触到任何可能带电的部分。
使用仪器时，保持手部干燥，以防止电击。
在更换零部件或进行维护时，必须首先关闭电源并拔掉电源线。
2. 避免使用危险溶剂在使用紫外检测器时，不建议使用易燃、有毒或腐蚀性溶剂。
这些化学品可能会对仪器产生危害并导致安全问题。
如果必须使用这些溶剂，请遵循相应的安全操作建议，例如佩戴防护手套、护目镜和防护服，并在通风良好的地方进行操作。
3. 遵循设备使用说明书在使用紫外检测器前，请先仔细阅读设备使用说明书，并按照说明书操作。
如果您对操作有任何疑问，请联系设备制造商或专业技师。
4. 防止晃动或碰撞在使用紫外检测器时，应保持设备的稳定性。
避免过度晃动或碰撞仪器，以避免损坏。
如果发现仪器有异常行为或噪音，请立即停止使用，并查找可能的原因，避免进一步损坏设备。
保养规程1. 定期维护并校准设备为了保持紫外检测器的性能和准确性，在规定的时间内进行设备维护以及校准，以确保设备正常运行。
这可以帮助发现设备中的问题并避免设备在错误工作时对样品产生不好的影响。
2. 定期更换灯管紫外检测器的工作原理是使用光，因此定期更换灯管是必须的。
电极灯管中的优质材料通常寿命较长，但定期更换灯管可以确保设备的性能和准确性。
3. 清洁检测器外部定期清洁紫外检测器的外壳、镜头和读数屏幕是保护设备的最佳方法。
使用干净的软布，清洁仪器的表面可以帮助保持仪器的易用性，并减少设备故障的风险。
4. 确保系统稳定由于仪器设计用于高质量的测试和分析，因此必须确保所连接的其他设备，例如流动相、分离柱等，也是稳定的。
在使用仪器时，确保其它装置的连接稳固以保证仪器的系统稳定性。
JTG-ZW-G1B点型紫外火焰探测器安装使用说明书
JTG-ZW-G1B点型紫外火焰探测器安装使用说明书一、概述JTG-ZW-G1B点型紫外火焰探测器(以下简称探测器)通过探测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾，适用于火灾发生时易产生明火的场所，对发生火灾时有强烈的火焰辐射或无阴燃阶段的火灾以及需要对火焰作出快速反应的场所均可采用本探测器。
该探测器与其他探测器配合使用，更能及时发现火灾，尽量减少损失。
二、特点1.探测器内置单片机，采用智能算法，既可以实现快速报警，又可以降低误报率。
2.二级灵敏度设置，适用于不同干扰程度的场所。
3.探测器采用继电器型输出方式（常开，报警时闭合），可直接控制其它设备。
4.传感部件选用技术先进的紫外光敏管，具有灵敏度高，性能可靠，抗粉尘污染、抗潮湿及抗腐蚀能力强等优点。
三、技术特性1.工作电压：额定工作电压：DC24V工作电压范围：DC16V~ DC28V2.工作电流：监视电流：≤2.5mA报警电流：≤15mA3.输出容量：常开无源输出，触点容量1A，DC24V4.输出控制方式：报警后自锁5. 报警复位：瞬间断电(5s MAX，DC2.5V MAX)6.上电时间≤5s7.指示灯：报警确认灯，红色，监视时周期性闪亮，报警时常亮8.光谱响应范围：185nm～260nm9.探测视角如图1所示：图1 探测视角10.探测距离：探测器设有两个灵敏度级别，不同的灵敏度级别对应着不同的探测距离。
对于放置于底面积为33cm×33cm，高为5cm的容器中的2000g工业乙醇燃烧产生的火焰:二级，17m；三级，12m11.线制：无极性两线制12.使用环境：温度：－10℃～＋55℃相对湿度：相对湿度≤95%，不凝露13.外形尺寸：直径：103mm，高：53.5mm（带底座）直径：100mm，高：41mm（不带底座）14.外壳防护等级：IP2115.壳体材料和颜色：ABS，象牙白16.重量：110g17.安装孔距：45mm～75mm18.执行标准：GB 12791-2006四、结构特征与工作原理1.探测器结构示意图如图2所示。
紫外探测器原理
紫外探测器原理紫外探测器（Ultraviolet Photodetector）是一种能够探测紫外线辐射并将其转化为电信号的器件。
在许多领域中，如环境监测、医学诊断、光学通信等都需要使用紫外探测器进行高灵敏度的紫外线测量。
紫外探测器原理可以分为两大类：光电子倍增管原理和固态光探测器原理。
一、光电子倍增管原理光电子倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是一种应用于光电探测领域的设备。
其工作原理是将入射光子转化为电子，并通过电子增倍的方式放大电信号。
PMT的主要构造由光阴极、光电子倍增层、电子透镜、阳极等组成。
当紫外光照射到光阴极上时，光阴极会发射出光电子。
这些光电子经过电子透镜的聚焦作用后，进入光电子倍增层。
光电子倍增层由一系列电子倍增器组成，每个电子倍增器都会将一个光电子转化为多个光电子。
最终，这些光电子会击中阳极，并产生电流信号。
PMT具有高增益、高灵敏度和快速响应的特点，特别适用于测量低光强下紫外线的信号。
同时，其光谱响应范围广，覆盖了紫外线、可见光和近红外光等辐射范围。
二、固态光探测器原理固态光探测器是一类使用半导体材料制成的探测器，如光敏二极管（Photodiode）、光电二极管（Phototransistor）等。
固态光探测器与传统的光电倍增管相比，具有结构简单、体积小、耐用性高等优点。
光敏二极管是可以将光子转化为电子的固态器件。
其结构类似于普通的二极管，由PN结构组成。
当紫外线照射到PN结上时，会激发出电子和空穴，并通过外加电压产生电流。
光敏二极管的灵敏度和响应速度与PN结的电压和材料特性有关。
光电二极管类似于普通的晶体管，其结构包括一个光电极（置于光照区域）和一个集电极。
当紫外光进入光电极时，光电极会产生电流，这会改变集电极上的电压。
光电二极管的输出信号可以通过电流或电压来表示。
固态光探测器的优点在于其快速响应速度、灵敏度高以及低功耗等。
此外，它们还可以与其他电子器件集成，以实现更高级的功能。
紫外探测器原理
紫外探测器原理紫外探测器是一种可以检测紫外光的光电传感器，广泛应用于科学研究、工业检测、环境监测等领域。
它基于紫外光与物质之间的相互作用原理，将光信号转换为电信号，实现对紫外光的探测、测量和分析。
紫外探测器的工作原理基于紫外光的光电效应，即当紫外光照射到感光材料上时，光子的能量被传递给感光材料中的电子，使其从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
紫外光的强度越大，传递给感光材料的能量就越大，电子的跃迁数量就越多，形成的电子空穴对也就越多。
接着，这些电子空穴对会被电场分离并收集到电极上，产生电流信号，从而实现对紫外光的探测。
常用于紫外探测器的感光材料有硅（Si）、氮化镓（GaN）、硒化镉（CdSe）等。
硅是一种常见的半导体材料，具有良好的光电性能和相对较宽的响应范围，在宽波长范围内都能对紫外光产生响应。
氮化镓则是一种具有较高选择性的材料，适用于高能量的光子探测。
而硒化镉则是一种高灵敏度的材料，适用于高精度的紫外光测量。
除了感光材料，紫外探测器还包括光透过窗、滤光膜、光敏电极等组件。
光透过窗用于过滤掉紫外光以外的光线，确保只有紫外光能够进入探测器。
滤光膜则用于进一步调节入射光的波长和强度，以满足具体应用需求。
光敏电极则负责收集感光材料中产生的电子空穴对，将其转化为电流信号。
在实际应用中，紫外探测器通常与信号放大器、滤波器、数据采集系统等设备结合使用，以提高信号的检测灵敏度和增加探测范围。
信号放大器将探测器输出的微弱电流放大为可测量的电压信号，滤波器则用于进一步滤除噪音和杂散光，数据采集系统则用于记录和分析探测器输出的电信号。
总的来说，紫外探测器的原理是基于光电效应，通过感光材料吸收和转换紫外光的能量，产生电流信号。
感光材料的选择、光透过窗、滤光膜、光敏电极等组件的设计和优化，以及与其他设备的配合使用，都是实现高灵敏度、高准确性紫外光探测的关键。
国外紫外空间探测器发展综述
国外紫外空间探测器发展综述阮宁娟 苏 云(北京空间机电研究所,北京 100076)摘 要 文章首先介绍了紫外线的谱段范围和特点,然后从紫外天文、对行星和卫星的空间探测和人造地球卫星等三个方面的应用,阐述了国外近年来紫外探测器发展和具体用途。
最后针对紫外独有的特点,提出中国在该领域可能的发展方向和应重点研究的方向。
关键词 紫外线 光谱仪 紫外探测器Summar izationofOver seasSpaceUltr avioletI nstrumentDevelopm entRuanNingjuan SuYun(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100076)Abst ract ThespectrumrangeandcharacteristicofUltraviolet (UV )wereintroducedfirstlyinthispaper,thenthe recentdevelopmentandapplicationofoverseasspaceUVdetectorwerepresentedinthreeaspects,includingUVastrono 2my,detectingonplanetsandsatellites,applicationonman-madesatellites.Intheend,thepossibledevelopmentof UVforitspeculiarity,andthedirectionofdevelopmentandresearchinChinainUVdetectionwereanalyzed.KeyWords Ultraviolet Spectrometer UVInstrument收稿日期631 引言紫外线是从可见光波长较短的紫端(波长约400nm ),到X 射线(波长10nm )的电磁辐射谱。
紫外可见光检测器的工作原理
紫外可见光检测器的工作原理紫外可见光检测器，这个名字听起来就有点高大上，是吧？别紧张，咱们今天就来聊聊它的工作原理，让你轻松明白它到底是干嘛的。
紫外可见光检测器就是一个用来测量光的“侦探”，它能识别光的颜色和强度，像个小侦探一样，默默观察身边的光线变化，真的是个小帮手呢。
说到光，咱们的生活离不开它，白天阳光普照，晚上路灯闪烁。
光线不光能让咱们看清楚身边的世界，还是科学研究中的一大法宝。
紫外可见光检测器主要就是在紫外光和可见光的范围内工作，这一范围就像是光谱中的一个小区，里面有各种各样的“住户”，比如紫色、蓝色、绿色，甚至是红色。
这些颜色代表着不同波长的光，就像每个人都有不同的个性一样。
这小家伙工作的时候，会把光线照射到一个特定的样品上。
光线经过样品后，有些会被吸收，有些则会反射或透过。
想象一下，这就像你在泡茶，茶叶吸收热水中的热量，最终释放出香气和颜色。
紫外可见光检测器会收集这些变化，记录下样品对光的吸收情况。
就像侦探在调查案件，认真记录每一个细节。
然后，检测器就会把这些信息转化成电信号。
这个过程就像是你把照片冲洗出来，结果从黑白变成了彩色，瞬间就有了生气。
电信号被放大、处理，最终转变成我们能看得见的数据。
这时候，你就能一目了然地看到样品的特性，甚至可以进行定量分析，得出结论。
这可不是随便的玩意儿，背后可是有一套科学原理在支撑着。
好啦，咱们接着聊。
为什么紫外可见光检测器这么重要呢？生活中，有很多东西需要检测，比如药品的纯度、食品的安全性、环境的质量等等。
想想看，咱们吃的东西，喝的水，都是得经过严格检测的，不然可真是“山高皇帝远”，谁都不知道藏了什么“猫腻”。
这时候，紫外可见光检测器就派上用场了，它能帮助科学家们快速、准确地分析样品，保证咱们的生活安全。
再说说它的应用，真是五花八门。
医药行业用它来监测药物的质量，环境监测用它来检测水质、空气质量，甚至在食品工业中，它也能检测添加剂和防腐剂的含量。
可以说，紫外可见光检测器是各行各业的“隐形英雄”。
日盲紫外探测器
日盲紫外探测器简介日盲紫外探测器是一种专门用于探测紫外辐射的仪器。
紫外辐射是指太阳光谱中波长较短的辐射，其波长范围通常为10纳米到400纳米。
紫外辐射在很多领域具有重要的应用，例如地球科学研究、大气物理、生物学等。
然而，日光中的可见光和红外辐射会干扰紫外辐射的探测，因此需要使用特殊的日盲紫外探测器来进行准确的测量。
原理日盲紫外探测器的工作原理基于光敏材料对紫外辐射的感应。
光敏材料是能够将光能转化为电能的材料，常用的光敏材料有硒化铘、硫化锌等。
当紫外辐射照射到探测器上时，光敏材料中的光敏元件会产生电荷，从而产生电流。
通过测量电流的变化可以确定紫外辐射的强度。
为了提高日盲紫外探测器的紫外辐射探测能力，通常会在探测器的表面镀上一层光学滤波器。
这种滤波器能够选择性地透过紫外辐射，并阻挡可见光和红外辐射的传播。
这样，在探测器中产生的电流主要来自紫外辐射的作用，从而提高了探测器的灵敏度和准确性。
结构日盲紫外探测器通常由以下几个主要组件组成：1.光敏元件：光敏元件是整个探测器的核心部件，负责将紫外辐射转化为电荷。
常见的光敏元件有铁磁体光敏二极管、光敏三极管等。
2.光学滤波器：光学滤波器可以选择性地透过紫外辐射，并阻挡其他波长的辐射。
常见的光学滤波器材料有玻璃、薄膜等。
3.放大电路：放大电路用于放大光敏元件产生的微弱电流信号，从而使其能够被测量和记录。
4.数据处理模块：数据处理模块主要用于对探测器输出的电流信号进行处理和分析，例如计算紫外辐射的强度、绘制曲线等。
应用日盲紫外探测器在很多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1.大气科学研究：日盲紫外探测器可以用于测量大气中紫外辐射的强度，进而了解大气中臭氧的含量和分布。
臭氧是大气中的重要组成部分，对于太阳辐射的吸收和反射有很大的影响。
2.环境监测：日盲紫外探测器可以用于监测环境中紫外辐射的变化，例如在紫外辐射强度较高的区域布置探测器，可以及时监测到紫外辐射的峰值和波动，有助于预警和预防紫外辐射对人体和环境的危害。
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第一代元素半导体材料Si以及第二代化合物半导体GaAs、InP等材料 由于具有禁带宽度小、器件长波截止波长大、最高工作温度低等特点 而使得器件的特性及使用存在很大局限性，满足不了实用的要求。 第三代宽带隙半导体材料主要包括SiC、GaN、ZnO和金刚石等，具 有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、导热性能好等特 点，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件；而 利用其特有的宽禁带，还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器件和光 探测器件。
响应时间即紫外探测器对紫外光的反应时 间，分为上升沿时间和下降沿时间，反应 时间越短，探测器越灵敏。
GaN基基肖特基结构紫外探测 器在零偏压下的光响应曲线
GaN基肖特基结构紫外光探测器在零偏压下的光响 应曲线, 当入射光满足
hν ⩾Eg
探测器的响应度公式为
R≡ qλ η g hc
其 q中为电子电量， λ 为入射光波长， h为普
1.2.金属和半导体热敏电阻测辐射热计：
这是利用某些金属或半导体材料的电 阻率随温度有较大变化而制成的探测器。 当吸收紫外辐射而温度升高时，金属的电 阻率增加(即电阻率温度系数为正)；半导体 电阻率则降低(温度系数为负)。根据电阻变 化的大小可以测出被吸收的紫外辐射功率。
1.3.热释电探测器：
料，要发生本征吸收，光子能量必须大于或者等于禁带宽度，
即对应于本征吸收光谱，探测器对光的响应在长波方面存在一
个波长界限λ0，根据发生本征吸收的条件
h h 0 Eg
可得到本征吸收长波限的公式为
0
hc Eg
1.24 (m)
Eg (eV )
根据半导体材料的禁带宽度，可以算出相应的本征吸收 长波限。 对于GaN材料而言，Eg=3.4eV，则GaN探测器的长波限 λ0≈365nm。 对于4H-SiC材料，Eg=3.26eV，则其长波限λ0≈380nm 。 从计算结果可以看出，GaN、4H-SiC材料的本征吸收 长波限都在紫外区。
内量子效率定义为入射至器件中的每一 个光子所产生的电子-空穴对数目，即：
i
产生的电子 空穴对个数 入射的光子数
光电响应度是表征探测器将入射光转换为电信号能力的一个参 数。光电响应度也称光电灵敏度，定义为单位入射光功率与所产 生的平均光电流之比，单位为A/W。
R I ph q (m) Popt h 1.24
紫外探测器
紫外和红外探测技术几乎同时产生于 50年代，由于紫外探测器件灵敏度低，一 直未能应用，而红外探测技术发展较快。 直到90年代，日本开发出雪崩倍增靶摄像 管，使得紫外摄像器件有较高的灵敏度和 合适的光谱范围，紫外探测才得到广泛关 注 。 紫外探测技术以其独特优势在通信、 预警和制导方面得到广泛的应用。
器在紫外波段的光响应度高，而且GaN基肖特 基结构紫外光探测器在零偏压下的响应时间曲
有些晶体(如热电晶体)一般有自发极化 现象，而且自发极化强度随温度升高而下 降。当吸收入射紫外辐射而升温时，引起 自发极化强度变化，结果在垂直于自发极 化方向的晶体两个外表面之间出现微小电 压，经放大后就可以用来测量投射到晶体 上的紫外辐射功率。
2.1.光电子发射(PE)探测器：
当辐射照射在某些金属、金属氧化物 或半导体材料表面时，若该光子能量hv足 够大，则足以使材料内一些电子完全脱离 材料从表面逸出。利用这种效应制成的探 测器就是光电子发射探迁移率 (cm2/V•s) 1350
8000
1000 2200
900
-
介电常数
11.9 13.18
9.7
5.5
8.9
-
紫外探测器的主要参数包括：
1.暗电流 2.光电流 3. 量子效率 4.响应度 5.响应时间
当不同波长的光照射探测器时，只有能量满足一定条件的
光子才能激发出光生载流子从而产生光生电流。对于半导体材
材料
带隙类型 禁带宽度 (eV)
熔点 (℃) 热导率 (W/cm•K)
Si和GaAs
Si 间接
GaAs 直接
1.119 1.428
1420 1238
1.40
0.54
宽带隙半导体材料
SiC 间接
金刚石 间接
GaN 直接
ZnO 直接
2.994 5.5
3.36 3.37
2830 4000 1700 1975
由上式可知，R与λ成正比，所以短波长探测器的响应度比起长 波长的探测器来说响应度较小。假设η=1，则当波长为365nm时， 响应率R=0.294A/W；当波长为200nm时，响应率R=0.161A/W。
暗电流是指器件在反偏压条件下,没有入射 光时产生的反向直流电流，暗电流太大， 对原探测信号有较强干扰，影响仪器灵敏 度。
2.2.光电导(PC)探测器:
半导体吸收能量足够大的光子后，会 把其中的一些电子或空穴从原来不导电的 束缚状态激活到能导电的自由状态，从而 使半导体电导率增加，这种现象叫做光电 导效应。根据光电导效应探测辐射的器件 称为光电导(PC)探测器。
2.3.光伏(PV)探测器:
对p-n结加上反向偏压，则当结区吸收 能量足够大的光子后，反向电流就会增加。 这种情况类似于光电导现象。这类光伏探 测器通常叫做半导体光电二极管。
根据紫外探测过程的机理， 紫外探测器可分为：
1.热探测器；
2.光子探测器。
热探测器主要分为以下三类： 1.1.测试辐射温差的热电偶：
热电偶是利用温差电效应制成的紫外探 测器。当把两种具有不同温差电动势的金属丝 或半导体细丝连结成一封闭环时，若用紫外辐 射照射一个结点，该结点因吸收入射辐射而升 温，于是与另一结点出现温差，在环内产生温 差电动势。根据温差电动势的大小(取决于辐 射引起的结点温差)则可测出紫外辐射功率。
c 朗克常数， 为真空中光速 ，η为内量子效率,
即每个入射光子产生电子空穴对的数目， g为
增益因子，即每复合一个光生电子空穴对在电 极间经过的载流子数目
从图中可以看到在250到360nm区间探测器有 较高的响应度。在363nm波长处达到最大值 0.12A/W量子效率为42.4%当波长超过GaN基紫 外光探测器的截止波长365nm左右探测器的响 应度减小了三个数量级以上。这说明紫外探测