光電探測(cè)器響應(yīng)速度和反應(yīng)帶寬

??響應(yīng)速度可以用光生載流子的渡越時(shí)間表示，載流子的渡越時(shí)間外在的頻率響應(yīng)的表現(xiàn)就是探測(cè)器的帶寬。光生載流子的渡越時(shí)間在光生電流變化中表現(xiàn)為兩部分：上升時(shí)間和下降時(shí)間。通常取上升時(shí)間和下降時(shí)間中的較大者衡量探測(cè)器的響應(yīng)速度。2、熱探測(cè)器熱探測(cè)器的工作原理是光熱效應(yīng)，材料吸收光輻射后可以產(chǎn)生溫差電效應(yīng)、電阻率變化效應(yīng)、自發(fā)極化強(qiáng)度的變化效應(yīng)、氣體體積和壓強(qiáng)的變化效應(yīng)等等，利用這些效應(yīng)可制作各種熱探測(cè)器。決定探測(cè)器響應(yīng)速度的因素主要有：

??⑴、耗盡區(qū)載流子渡越時(shí)間：載流子的渡越時(shí)間是影響探測(cè)器響應(yīng)速度的因素，當(dāng)耗盡區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到時(shí)， Wd 表示載流子的漂移速度，W表示耗盡區(qū)寬度，那么載流子的渡越時(shí)間為：

t=W/Vd

??⑵耗盡區(qū)外載流子擴(kuò)散時(shí)間：載流子擴(kuò)散的速度較慢，同時(shí)大多數(shù)產(chǎn)生于耗盡區(qū)之外的載流子的壽命非常短，復(fù)合發(fā)生速度快。所以擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)只對(duì)距離耗盡區(qū)范圍較近的載流子才能通過(guò)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到耗盡區(qū)中，并在電場(chǎng)中漂移產(chǎn)生光電流。軍事偵察對(duì)光電探測(cè)裝備提出的主要性能要求是重量輕、作用距離遠(yuǎn)、探測(cè)和分辨能力強(qiáng)、全天候性能好、功耗低、抗干擾性能好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、生存能力強(qiáng)、價(jià)格合理。Dc表示載流子的擴(kuò)散系數(shù)，d 表示擴(kuò)散距離，

光電探測(cè)器

光電探測(cè)器是一種利用光電效應(yīng)將輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，是光電系統(tǒng)的重要組成部分。光電探測(cè)器的發(fā)展歷史由來(lái)已久，早在一百八十多年前，人們就已經(jīng)發(fā)明了熱電偶。由于光電探測(cè)器件在和人民生活中有重要的應(yīng)用，其發(fā)展非常迅速。光電探測(cè)器利用被照射材料由于輻射的關(guān)系電導(dǎo)率發(fā)生改變的物理特點(diǎn)，用途比較廣泛，主要應(yīng)用在軍事及國(guó)名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域上。光導(dǎo)型是根據(jù)光電導(dǎo)效應(yīng)制成，即當(dāng)光入射到半導(dǎo)體材料后，能改變其導(dǎo)電性能,且隨著光強(qiáng)的增加，其導(dǎo)電性能增強(qiáng)。

光電探測(cè)器的工作原理

光電探測(cè)器的基本工作機(jī)理包括三個(gè)過(guò)程：

(1)光生載流子在光照下產(chǎn)生;

(2)載流子擴(kuò)散或漂移形成電流;

(3)光電流在放大電路中放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。當(dāng)探測(cè)器表面有光照射時(shí)，如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量Eg<hv，則價(jià)帶電子可以躍遷到導(dǎo)帶形成光電流。

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 光電探測(cè)器的特點(diǎn)及應(yīng)用

光電探測(cè)器是光電探測(cè)系統(tǒng)的核心，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能，以及光電探測(cè)器的原理，特性參數(shù)，使用環(huán)境，注意事項(xiàng)等，選擇合適的光電探測(cè)器至關(guān)重要。

一、外光電效應(yīng)器件

1、真空光電管

特點(diǎn)：①擋光作用小，受光面積大，對(duì)聚焦光斑的大小要求不嚴(yán)格;

②光電子路程相同，極間電容小，渡越時(shí)間一致，高頻特性好;

③可承受較大電流，線性度好;

④收集光電子效率低，靈敏度低，體積大，易破損;

應(yīng)用：光功率測(cè)量，光信號(hào)記錄，電影電視，紫外——可見(jiàn)分光光度計(jì)。

2、光電倍增管

特點(diǎn)：①光譜響應(yīng)寬，靈敏度高;

②低功耗，低噪聲，高分辨率;

③要求工作電壓非常穩(wěn)定，入射光功率不能太高;

④需要金屬外殼屏蔽干擾，體積較大。

應(yīng)用：光子計(jì)數(shù)，極微弱光探測(cè)，極低能射線探測(cè)，生化分析儀器，掃描電鏡。