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光電探測(cè)器件的應(yīng)用選擇,實(shí)際上是應(yīng)用時(shí)的一些事項(xiàng)或要點(diǎn)。在很多要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用中,可采用任何一種光電探測(cè)器件。不過在某些情況下,選用某種器件會(huì)更合適些。例如,當(dāng)需要比較大的光敏面積時(shí),可選用真空光電管,因其光譜響應(yīng)范圍比較寬,故真空光電管普遍應(yīng)用于分光光度計(jì)中。當(dāng)被測(cè)輻射信號(hào)微弱、要求響應(yīng)速度較高時(shí),采用光電倍增管比較合適,因?yàn)槠浞糯蟊稊?shù)可達(dá)10^4~10^8以上,這樣高的增益可使其信號(hào)超過輸出和放大線路內(nèi)的噪聲分量,使得對(duì)探測(cè)器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計(jì)變化。因此,在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測(cè)距和閃爍計(jì)數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。光電探測(cè)器區(qū)別于光子探測(cè)器的比較大特點(diǎn)是對(duì)光輻射的波長(zhǎng)無選擇性。石巖30GHZ APD光電探測(cè)器值多少錢
雪崩效應(yīng)只是APD的工作原理,和工作模式不是一個(gè)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(gè)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(huì)進(jìn)入并一直處于反向擊穿狀態(tài),APD一直通過一個(gè)很大的反向電流。這時(shí),通過外部電路使偏置電壓暫時(shí)下降至擊穿電壓之下,APD從反向擊穿模式恢復(fù),等待下一個(gè)光子,所以蓋格模式通常只適用與單光子計(jì)數(shù)應(yīng)用。廣東雙通道平衡光電探測(cè)器要求APD雪崩二極管 具有功率大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
雪崩光電二級(jí)管(APD)是得用光生載流子在高電場(chǎng)區(qū)內(nèi)的雪崩效應(yīng)而獲得光電流增益,具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),通常用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)、弱光檢測(cè)(非線性)。APD雪崩倍增的過程是:當(dāng)光電二極管的p-n結(jié)加相當(dāng)大的反向偏壓時(shí),在耗盡層內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)很高的電場(chǎng),它足以使在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)漂移的光生載流子獲得充分的動(dòng)能,通過與晶格原子碰撞將產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新的電子-空穴對(duì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,分別向相反的方向運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中又可能與原子碰撞再一次產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。如此反復(fù),形成雪崩式的載流子倍增加。這個(gè)過程就是APD的工作基礎(chǔ)。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(shí),p-n結(jié)不會(huì)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)。但結(jié)區(qū)一旦有光照射,激發(fā)出的光生載流子就被臨界強(qiáng)電場(chǎng)加速而導(dǎo)致雪崩倍增。若反向偏壓大于反向擊穿電壓時(shí),光電流的增益可達(dá)(十的六次方)即發(fā)生“自持雪崩倍增”。由于這時(shí)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。
光子型探測(cè)器是有選擇性響應(yīng)波長(zhǎng)的探測(cè)器件。只有當(dāng)入射光子能量大于光敏材料中的電子激發(fā)能E時(shí),光子型探測(cè)器才有響應(yīng)。對(duì)于外光電效應(yīng)器件,如光電管和光電倍增管,E等于電子逸出光電陰極時(shí)所要作的功,此數(shù)值一般略大于1電子伏。因此,這類探測(cè)器只能用于探測(cè)近紅外輻射或可見光。對(duì)于內(nèi)光電效應(yīng)器件,如光伏型探測(cè)器和本征光導(dǎo)型探測(cè)器,E等于半導(dǎo)體的禁帶寬度;對(duì)于非本征光導(dǎo)型探測(cè)器,E等于雜質(zhì)電離能。由于禁帶寬度和雜質(zhì)電離能這兩個(gè)參數(shù)都有較大的選擇余地,因此,半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的響應(yīng)波長(zhǎng)可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如,用本征鍺做成的光導(dǎo)型探測(cè)器,對(duì)近紅外輻射敏感;而用摻雜質(zhì)的鍺做成的光導(dǎo)型探測(cè)器,既能對(duì)中紅外輻射敏感(如鍺摻汞探測(cè)器),也能對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射敏感(如鍺摻鎵探測(cè)器)。光電探測(cè)器在國(guó)際和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域有很多用途。
器件靈敏度用一定偏壓下每流明輻照所產(chǎn)生的光電流的大小來表示。例如一種CdS光敏電阻,當(dāng)偏壓為70伏時(shí),暗電流為10-6~10-8安,光照靈敏度為3~10安/流明。CdSe光敏電阻的靈敏度一般比CdS高。光敏電阻另一個(gè)重要參數(shù)是時(shí)間常數(shù)τ,它表示器件對(duì)光照反應(yīng)速度的大小。光照突然去除以后,光電流下降到最大值的1/e(約為37%)所需的時(shí)間為時(shí)間常數(shù)τ。也有按光電流下降到最大值的10%計(jì)算τ的;各種光敏電阻的時(shí)間常數(shù)差別很大。CdS的時(shí)間常數(shù)比較大(毫秒量級(jí))。紅外波段的光電導(dǎo)探測(cè)器PbS、Hg1-xCdxTe的常用響應(yīng)波段在1~3微米、3~5微米、8~14微米三個(gè)大氣透過窗口。由于它們的禁帶寬度很窄,因此在室溫下,熱激發(fā)足以使導(dǎo)帶中有大量的自由載流子,這就快速降低了對(duì)輻射的靈敏度。光電探測(cè)器件的應(yīng)用選擇,實(shí)際上是應(yīng)用時(shí)的一些事項(xiàng)或要點(diǎn)。石巖雙通道平衡光電探測(cè)器是什么
利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測(cè)器是真空電子器件,如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。石巖30GHZ APD光電探測(cè)器值多少錢
響應(yīng)速度可以用光生載流子的渡越時(shí)間表示,載流子的渡越時(shí)間外在的頻率響應(yīng)的表現(xiàn)就是探測(cè)器的帶寬。光生載流子的渡越時(shí)間在光生電流變化中表現(xiàn)為兩部分:上升時(shí)間和下降時(shí)間。通常取上升時(shí)間和下降時(shí)間中的較大者衡量探測(cè)器的響應(yīng)速度。決定探測(cè)器響應(yīng)速度的因素主要有:⑴、耗盡區(qū)載流子渡越時(shí)間:載流子的渡越時(shí)間是影響探測(cè)器響應(yīng)速度的很重要因素,當(dāng)耗盡區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到比較大時(shí),Wd表示載流子的比較大漂移速度,W表示耗盡區(qū)寬度,那么載流子的渡越時(shí)間為:t=W/Vd⑵耗盡區(qū)外載流子擴(kuò)散時(shí)間:載流子擴(kuò)散的速度較慢,同時(shí)大多數(shù)產(chǎn)生于耗盡區(qū)之外的載流子的壽命非常短,復(fù)合發(fā)生速度快。所以擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)只對(duì)距離耗盡區(qū)范圍較近的載流子才能通過擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到耗盡區(qū)中,并在電場(chǎng)中漂移產(chǎn)生光電流。石巖30GHZ APD光電探測(cè)器值多少錢
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