為了提高傳輸效率并且無畸變地變換光電信號,光電探測器不僅要和被測信號、光學系統相匹配,而且要和后續的電子線路在特性和工作參數上相匹配,使每個相互連接的器件都處于比較好的工作狀態?,F將光電探測器件的應用選擇要點歸納如下:光電探測器必須和輻射信號源及光學系統在光譜特性上相匹配。如果測量波長是紫外波段,則選用光電倍增管或專門的紫外光電半導體器件;如果信號是可見光,則可選用光電倍增管、光敏電阻和Si光電器件;如果是紅外信號,則選用光敏電阻,近紅外選用Si光電器件或光電倍增管。光電二極管的工作原理同光電池一樣,都是基于PN結的光伏效應工作的。雪崩光電探測器價格對比
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。石巖高帶寬光電探測器價格行情半導體對光子的吸收主要的吸收為本征吸收,本征吸收分為直接躍遷和間接躍遷。
光相干接收機的一個優點是數字信號處理功能。數字相干接收機的解調過程是完全線性的;所有傳輸光信號的復雜幅度信息包括偏振態在檢測后被保存分析,因此可以進行各種信號補償處理,比如做色度色散補償和偏振模式色散補償。這就使得長距離傳輸的鏈路設計變得更加簡單,因為傳統的非相干光通信是要通過光路補償器件來進行色散補償等工作的。(傳統傳輸鏈路的色散問題,即光信號各個組成成分在光纖中傳輸時,抵達時間不一樣。)相干接收機比普通的接收機靈敏度高大約20dB,因此在傳輸系統中無中繼的距離就會越長。得益于接收機的高靈敏度,我們可以減少在長距離傳輸光路上進行放大的次數?;谝陨显?,相干光通信可以減少長距離傳輸的光纖架設成本,簡化光路放大和補償設計,因此在長距離傳輸網上成為了主要的應用技術。
光電探測器是光接收器的主要器件之一,用來將光功率轉換為電流。根據系統的性能目標,可以選用PIN或APD(雪崩光電二極管)光電探測器。誤碼率(BER)是用于指定通信傳輸系統可靠性的主要指標,通常與接收機靈敏度值相關,該值定義了必須到達光電探測器的較小平均光功率,以實現所需的BER性能。另外,信道的Q值可以從采樣的信號統計中計算出來,并用于估計系統的誤碼率。光電探測器在定義基本通信系統的較終靈敏度方面起著重要的作用,因為它以散彈噪聲和熱噪聲的形式提供統計擾動,并引入了暗電流及定義響應率來衡量每單位輸入功率獲得多少電輸出。這些特性取決于入射光的波長和傳感器的材料特性和物理設計。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。
雪崩光電二極管(APD)當二極管PN結上加上足夠強的反向電壓的時候,耗盡區存在一個很強的場,足夠使強電場飄移的光生載流子獲得充分的動能來通過晶格原子碰撞產生新的載流子,新的載流子再次碰撞形成更多載流子,這樣就實現了雪崩式的載流子倍增。但這同時也會造成噪聲的放大當入射光功率腳較小時,多采用APD,此時引入的噪聲不大,在入射光功率較大時,雪崩增益引起的噪聲貢獻占主要優勢,可能帶來光電流的失真,采用APD帶來的好處不大,采用PIN更為合適。在相干光通信中主要利用了相干調制和外差檢測技術。飛博光電光電探測器使用方法
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。雪崩光電探測器價格對比
光電探測器的基本工作機理包括三個過程:(1)光生載流子在光照下產生;(2)載流子擴散或漂移形成電流;(3)光電流在放大電路中放大并轉換為電壓信號。當探測器表面有光照射時,如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量即Eg<hv,則價帶電子可以躍遷到導帶形成光電流。當光在半導體中傳輸時,光波的能量隨著傳播會逐漸衰減,其原因是光子在半導體中產生了吸收。半導體對光子的吸收主要的吸收為本征吸收,本征吸收分為直接躍遷和間接躍遷。通過測試半導體的本征吸收光譜除了可以得到半導體的禁帶寬度等信息外,還可以用來分辨直接帶隙半導體和間接帶隙半導體。本征吸收導致材料的吸收系數通常比較高,由于半導體的能帶結構所以半導體具有連續的吸收譜。從吸收譜可以看出,當本征吸收開始時,半導體的吸收譜有一明顯的吸收邊。但是對于硅材料,由于其是間接帶隙材料,與三五族材料相比躍遷幾率較低,因而只有非常小的吸收系數,同時導致在相同能量的光子照射下在硅材料中的光的吸收深度更大。雪崩光電探測器價格對比
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