文档介绍:本章内容对光检测器的基本要求■PN结光电检测原理■PIN光电二极管■APD雪崩光电二极管MSM光电探测器单行载流子光电探测器■波导光电探测器n数字光接收机对光检测器的基本要求1在系统的工作波长上要有足够高的响应度,即对一定的入射光功率,光检测器能输出尽可能大的光电流。2波长响应要和光纤的三个低损耗窗口兼容。3有足够高的响应速度和足够的工作带宽4产生的附加噪声要尽可能低,能够接收极微弱的光信号。5光电转换线性好,保真度高。6工作性能稳定,可靠性高,寿命长。7功耗和体积小,使用简便。光纤通信常用的光电检测器■半导体材料■PIN光电二极管■APD雪崩光电二极管PN结光电检测原理电子扩散内部电场中一一一m漂移复合光空穴°复合漂移打散光生电动势耗尽区:由于扩散电流和漂移电流方向相反,在平衡状态下两种电流相等,使得总电场为零,等效于空间电荷区的电阻阻值很大,载流子数目很少,称其为耗尽区PN结界面物和空内部电场一漂移运动一“耗尽区、扩散区当入射光作用在N结时或等于带顾(发生受激吸收、光生载流子在耗尽层内部电场的年用,取千·形成漂移电流。八运在耗尽层两侧热→形成与漂移电流同向的广散电流半导体材料的光电效应?PN结光电二极管结构(a)反向偏置的PN结电极sio2p手输出电压当光入射时,光生电子空穴对分别向N区和P区漂移,在外电路产入射光h空穴极C电子hv>EgR负载电阻Elp光生电流耗尽区抗反射膜W=几μmWPN结光电二极管工作原理■当PN结加上反向电压后,在入射光的作用下,由于受激吸收过程生成的电子-空穴对在电场的作用下,分别离开耗尽区,在闭合外电路中形成光生电流的器件当入射光功率变化时,光生电流也随之线性变化,从而把光信号转变成电流信号。加反向电压?入射光?光生载流子?光生电流?镀抗反射膜以减少反射光强度l>n2>11n入射光2透射光反射光A抗反射膜器件表面反射光的相位差?厚度?=m=?折射率?光电二极管的特性1响应度RRP2量子效率n产生的电子一空穴对的个数1入射光子数P=≤A≈hc-(ev)4响应速度光生载流子的漂移时间、扩散时间、RC时间常数