響應速度可以用光生載流子的渡越時間表示,載流子的渡越時間外在的頻率響應的表現就是探測器的帶寬。光生載流子的渡越時間在光生電流變化中表現為兩部分:上升時間和下降時間。通常取上升時間和下降時間中的較大者衡量探測器的響應速度。決定探測器響應速度的因素主要有:⑴、耗盡區載流子渡越時間:載流子的渡越時間是影響探測器響應速度的很重要因素,當耗盡區電場強度達到比較大時,Wd表示載流子的比較大漂移速度,W表示耗盡區寬度,那么載流子的渡越時間為:t=W/Vd⑵耗盡區外載流子擴散時間:載流子擴散的速度較慢,同時大多數產生于耗盡區之外的載流子的壽命非常短,復合發生速度快。所以擴散運動只對距離耗盡區范圍較近的載流子才能通過擴散運動達到耗盡區中,并在電場中漂移產生光電流。光電探測器的工作原理是基于光電效應。深圳30GHZ APD光電探測器服務電話
雪崩光電二級管(APD)是得用光生載流子在高電場區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結不會發生雪崩倍增效應。但結區一旦有光照射,激發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)即發生“自持雪崩倍增”。由于這時出現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。廣東APD光電探測器設計光生載流子在雪崩區即高電場區發生雪崩倍增。
光伏探測器基于光照產生電勢差,用測電勢差的原理。它分為光電池與光電二極管兩種類型,光電池主要是把光能轉換為電能的器件,目前有硒光電池、硅光電池、砷化鎵及鍺光電池等,但目前運用較廣的是硅光電池。光電二級管分為P-N結光電二極管、PIN光電二級管、雪崩光電二極管、光電三級管等。PIN光電二極管又稱快速光電二極管,與一般的光電二極管相比,它具有不的時間常量,并使光譜響應范轉向長波方向移動,其峰值波長可移至1.04~1.06um而與YAG激光器的發射波長相對應。它具有靈敏度高的優點。它是由P型半導體和N型半導體之間夾了一層本征半導體構成的。因為本征半導體近似于介質,這就相當于增大了P-N結結電容兩個電極之間的距離,使結電容變得很小。其次,P型半導體和N型半導體中耗盡層的寬度是隨反向電壓增加而加寬的,隨著反偏壓的增大,結電容也要變得很小。由于I層的存在,而P區一般做得很薄,入射光子只能在I層內被吸收,而反向偏壓主要集中在I區,形成高電場區,I區的光生載流子在強電場作用下加速運動,所以載流子渡越時間常量減小,從而改善了光電二極管的頻率響應。同時I層的引入加大了耗盡區,展寬了光電轉換的有效工作區域,從而使靈敏度得以提高。
在光通信領域,更大的帶寬、更長的傳輸距離、更高的接收靈敏度,永遠都是科研者的追求目標。盡管波分復用(WDM)技術和摻鉺光纖放大器(EDFA)的應用已經極大的提高了光通信系統的帶寬和傳輸距離,但是近十年來伴隨著視頻會議等通信技術的應用和互聯網的普及產生的信息快速式增長,對作為整個通信系統基礎的物理層提出了更高的傳輸性能要求。目前光通信系統采用強度調制/直接檢測(IM/DD)即發送端調制光載波強度,接收機對光載波進行包絡檢測。盡管這種結構具有簡單、容易集成等優點,但是由于只能采用ASK調制格式,其單路信道帶寬很有限。因此這種傳統光通信技術勢必會被更先進的技術所代替。然而在通信泡沫破滅的現在,新的光通信技術的應用不可避免的會帶來對新型通信設備的需求,面對居高不下的光器件價格,大規模通信設備更換所需要的高額成本,是運營商所不能接受的,因此對設備制造商而言,光纖通信新技術的研發也面臨著很大的風險。如何在現有的設備基礎上提高光通信系統的性能成為了切實的問題。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。
半導體光子型探測器的性能在很大程度上取決于制備探測器所用的半導體材料。本征半導體材料比摻雜半導體材料更加有用。本征半導體材料既能用來制作光導型探測器,又能制做光伏型探測器;而摻雜半導體只能做成光導型探測器。截止波長較長的半導體光子型探測器,大多數必須在較低溫度下工作,如77K,38K或4.2K。同一探測器在室溫下的探測率明顯低于低溫下的探測率。為了保持半導體光子型探測器的正常工作,常把探測器置于低溫容器(杜瓦瓶)中,或用微型致冷器使探測器達到較低的工作溫度。根據器件對輻射響應的方式不同,光電探測器可分為兩大類:一類是光子探測器;另一類是熱探測器。廣東16GHZ PIN光電探測器價格比較
線性度和靈敏度是衡量PIN型光電探測器性能的兩個重要參數。深圳30GHZ APD光電探測器服務電話
PN結加正向電壓時,產生多子電流,與光生電流方向相反,并且電流比光生電流大得多,此時無法作為光探測器。PN結處于反向偏壓狀態時,產生的光電子會被反向偏壓迅速通過電場與電極收集,產生反向光電流,通過檢測光電流大小即可得到光功率強度。處于零偏壓的PN結可作為光電池使用。一個大面積的PN結,做好上下極的接觸引線便構成一個光電池。一般光敏面做成梳齒狀,可以減小光生載流子的復合以提高能量轉換效率,減小串聯電阻。對于光電池,負載電阻較大時,輸出線性較差,可獲得較大的輸出電壓,對于不同的入射光強,也會具有不同的最大輸入功率,往往采用多個光電池的串-并聯組合運用。深圳30GHZ APD光電探測器服務電話
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