光电子技 术第2章.ppt

文档介绍：第二章光电探测器概述§ 发展简况与分类一、:1826 :热电偶1880 :金属薄膜测辐射计1946 :金属氧化物热敏电阻测辐射热计。特点:和光电子探测器相比①探测率低②时间常数大发展方向:热释电探测器称为:电子→:应用广泛,技术成熟,波长范围从紫外到红外。种类:光电倍增管,光电二极管,铅锡、Ⅲ-V族化合物、锗掺杂三元合金等。其中:发展趋势状态:Ⅰ. 三元合金a. 8-14μm波段的低温(77K)→<8μm,>14μm发展特别是1-3μm,3-5μmⅡ.负电子亲和势半导体光电阴极:量子效率达30% 很高的灵敏度,光谱响应扩展到近红外区。Ⅲ.光子牵引探测器:用于CO2 ,能承受大功率脉冲,室温工作,Ⅳ.量子阱探测器:利用掺杂GaAs/AlGaAs材料,基于导带跃迁的光探测器。特点:-:(1) 从单个探测器向阵列(线阵和面阵)光辐射探测器发展;(2)集成化方向的发展:把光电探测器,场效应管(FET)置于一个基片上,如PIN,体积小,性能好,成本低,稳定性高;(3)D) CCD+热探测器→热成像仪。:光子探测器,热探测器。(1)材料:半导体(2)效应:入射光子和材料电子发生各种相互作用的光电子效应,主要有: 光电子发射效应:电子逸出→外光电效应→外光电效应器件; 光电导效应光生伏特效应 :产生电子-空穴对→内光电效光电磁效应应→内光电效应器件}第二章光电探测器概述(3)种类A:光电子发射器件::当入射光子能量>阴极材料的逸出功时; :真空光电管,充气光电管,光电倍增管(可检测极微弱光辐射信号); :主要探测可见光, μ m,近红外。红外系统中应用不多。?/::①本征光电导:入射光子能量>本征半导体禁带宽度Eg②非本征光电导,Ei为杂质电离能表2-1例出了常用半导体的禁带宽度和长波限:?hEghc??Eghc??Eih??:①光敏电阻:硫化镉CdS,硒化镉CdSe,用于可见光范围单晶型:不但对可见光敏感,而且对射线也敏感,但受光面积较小;多晶型:其响应度慢,面积大,只适用于直流和低频光探测。②红外光电导探测器:铅盐薄膜类,PbS,PbSe,PbTe等,通过调节组分比例,可以工作在三个大气窗口:1~3 μ m,3~5 μ m,8~14 μ m大气窗口:这个波长范围内大气吸收小其中8~14 μ m最重要,因为室温物体的辐射光谱峰在10 μ m左右,这个波段的探测器可用于高空侦察,环境监测,资源调查等。, , ,x???:可见光及近红外:室温295K长波限波段: (4~5 μ m):干冰温度195K多种光电导探测器:液氮温度77K 8~14 μ m大气窗口:77KGe-Au非本征光电导探测器:-2第二章光电探测器概述C::本征光伏效应为主,::①结型光伏特探测器:不加偏置→V加偏置:光电二极管→光电流见图2-4