光电检测光电探测器.ppt

光辐射探测器
热电探测器
光子探测器
热电探测器特点:①响应波长无选择性,它对从可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感。②响应慢,吸收辐射产生信号需要的时间长,一般在几毫秒以上。
光电探测器特点:①响应波长有选择性,存在某一截止波长λ0,超过此波长,器件没有响应。②响应快,一般在纳秒到几百微秒。
(或灵敏度)
光电探测器的输出电压或输出电流(或光电导)与入射光功率(或光照度)之比,它描述器件的光电转换效能。
第一节、基本特性参数
一、响应方面的参数
⑴光谱响应度
光电探测器的输出电压或输出电流与入射到探测器上的单色辐射通量之比,光谱响应度愈大,表示光电探测器愈灵敏。
⑵积分响应度
光电探测器输出的电流或电压与入射总光通量之比称为积分响应度。积分灵敏度表示探测器对连续辐射通量的反应程度。

当入射辐射到光电探测器后或入射辐射遮断后,光电探测器的输出上升到稳定值或下降到照射前的值所需时间称为响应时间。
上升时间和下降时间

光电探测器的响应随入射辐射的调制频率而变化的特性称为频率响应。
二、噪声方面的参数
从响应度的定义来看,好象只要有光辐射存在,不管它的功率如何小,都可探测出来。但事实并非如此。当入射功率很低时,输出只是些杂乱无章的变化信号,而无法肯定是否有辐射入射在探测器上。这并不是探测器不好引起的,而是它所固有的“噪声”引起的。如果对这些随时间而起伏的电压(流)按时间取平均值,则平均值等于零。但这些值的均方根不等于零,这个均方根电压(流)称为探测器的噪声电压(流)。
⑴热噪声:
也称约翰逊噪声, 载流子无规则的热运动造成的噪声。
①热噪声存在于任何电阻中。②热噪声与温度成正比。③热噪声与频率无关。热噪声是各种频率分量组成,就像白光是各种波长的光组成一样,所以热噪声也称为白噪声。
1、器件的噪声
⑵散粒噪声:
也称散弹噪声, 穿越势垒的载流子的随机涨落(统计起伏)所造成的噪声。在每个时间间隔内,穿过势垒区的载流子的数或从阴极到阳极的电子数都围绕一平均值上下起伏。散粒噪声也是白噪声。
⑶产生-复合噪声:
载流子的产生率与复合率在某个时间间隔内也会在平均值上下起伏,这种起伏导致载流子浓度的起伏,从而也产生均方噪声电流。它不是白噪声。