光电探测器.ppt

光电探测器
一概述
二常用单光子探测的器件
三单光子雪崩二极管的工作原理
四光电探测器的应用
一概述
什么是光电探测器?
光电探测器是一种把光辐射能量转换为便于测量的电能的器件。

光电管、光敏电阻、光电二极管、光电倍增管、光电池、四象限探测器、热电偶、热释电探测器等。
3. 光电探测器的性能参数主要有:
①量子效率
②响应度
③光谱响应度
④频率响应度
⑤噪音等效功率
⑥探测度D与归一化探测度D*
①量子效率
量子效率:是指每入射一个光子光电探测器所释放的平均电子数。它与入射光能量有关。其表达式为:
式中,I是入射光产生的平均光电流大小,e是电子电荷,P是入射到探测器上的光功率。
I/e为单位时间产生的电子数,
P/hυ为单位时间入射的光子数。
对于理想的探测器,每入射一个光子则发射一个电子,=1;实际上一般有<1。
但对光电倍增管、雪崩光电二极管等有内部增益机制的光电探测器,可大于1。
量子效率是一个微观参数,光电探测器的量子效率越高越好。
②响应度
响应度R(或称灵敏度)描述的是光电探测器的光电转换效率。
定义:光电探测器输出信号与输入光功率之比。
响应度分为电压响应度和电流响应度。
电压响应度Rv
光电探测器件输出电压与入射光功率之比
电流响应度RI
光电探测器件输出电流与入射光功率之比
光谱响应度R(λ)是响应度随波长变化的性能参数。大多数光电探测器具有光谱选择性。
定义:探测器在波长为λ的单色光照射下,输出电压或电流与入射光功率之比。
③光谱响应度
频率响应度R(f):响应度随入射光频率而变化的性能参数。其表达式为:
式中R(f)为频率为f 时的响应度;R0为频率为零时的响应度;为探测器的响应时间或称时间常数,由材料和外电路决定。
④频率响应度