光電探測(cè)器的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在，光電探測(cè)器的發(fā)展主要集中在紅外，已開始研制第三代紅外探測(cè)器，并提出了第三代紅外熱像儀的概念，主要是雙色或三色、高分辨率、制冷型熱像儀和智能焦平面陣列探測(cè)器。因此紅外探測(cè)技術(shù)較長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)是開發(fā)出第三代。

由于紅外光電探測(cè)器技術(shù)的不斷完善，從光電探測(cè)器芯片上提升技術(shù)已相當(dāng)困難。光伏型是根據(jù)光生伏應(yīng)制成，即當(dāng)光照射PN結(jié)時(shí)，會(huì)使PN結(jié)兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。為進(jìn)一步提，人們現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)到紅外光電探測(cè)器的信號(hào)讀出集成電路(ROIC)上。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路的發(fā)展，ROIC已有很大的進(jìn)展，中規(guī)模的紅外焦平面陣列和相應(yīng)的讀出電路在20世紀(jì)90年代已形成生產(chǎn)規(guī)模。

現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制用于大規(guī)模焦平面陣列(三代器件)、有多種功能的ROIC和智能化焦平面陣列。由于實(shí)際應(yīng)用的要求變化多樣，因此存在很多種適合不同用途的光電探測(cè)器：光電二極管是具有p-n結(jié)或者p-i-n結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件（i代表本征層）（參閱PIN型光電二極管），其中光在耗盡層被吸收產(chǎn)生光電流。智能化焦平面陣列是片上處理系統(tǒng)，在光敏芯片上模仿動(dòng)物的功能，對(duì)光-電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)作預(yù)處理，然后再輸出數(shù)據(jù)。這個(gè)過程雖然不屬于直接接收光信號(hào)的過程，但對(duì)光電探測(cè)器的綜合性能有極大影響。

光電探測(cè)器

光電探測(cè)器是用來探測(cè)光的裝置，大部分情況下是探測(cè)光功率。由于實(shí)際應(yīng)用的要求變化多樣，因此存在很多種適合不同用途的光電探測(cè)器： 光電二極管是具有p-n結(jié)或者p-i-n結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件（i代表本征層）（參閱PIN型光電二極管），其中光在耗盡層被吸收產(chǎn)生光電流。這一裝置尺寸非常小，采用合適的電子裝置情況下，該器件具有響應(yīng)快，響應(yīng)高線性以及很高的量子效率（即單個(gè)入射光子幾乎可以產(chǎn)生一個(gè)電子），動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。這一裝置尺寸非常小，采用合適的電子裝置情況下，該器件具有響應(yīng)快，響應(yīng)高線性以及很高的量子效率（即單個(gè)入射光子幾乎可以產(chǎn)生一個(gè)電子），動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。其中非常靈敏的一類為雪崩光電二極管，有時(shí)甚至可以用于光子計(jì)數(shù)。 金屬-半導(dǎo)體-金屬光電探測(cè)器包含兩個(gè)肖特基接觸。它比光電二極管響應(yīng)更快，帶寬為幾百GHz。 光電晶體管與光電二極管類似，來使利用了光電流的內(nèi)放大。它沒有光電二極管常用。 光敏電阻器是利用了一些特定的半導(dǎo)體材料，例如，（CdS）。它的價(jià)格比光電二極管低，那時(shí)響應(yīng)慢，并且不靈敏，具有強(qiáng)的非線性響應(yīng)。 光電倍增管采用的是真空管。它同時(shí)具有很高的靈敏度（甚至可用于光子計(jì)數(shù)）和很高的響應(yīng)速度。但是，它的價(jià)格很高，尺寸較大，并且需要很高的工作電壓。 熱釋電探測(cè)器利用非線性晶體（例如，LiTaO3）在吸收涂層處吸收光脈沖受熱后產(chǎn)生的熱釋電壓脈沖。它們通常用于測(cè)量調(diào)Q激光器中產(chǎn)生的毫焦耳脈沖能量。 熱學(xué)探測(cè)器（功率計(jì)）可以測(cè)量吸收光引起的溫度升高。這種探測(cè)器非常堅(jiān)固，可以測(cè)量非常高的激光功率，但是靈敏度較低，中等的線性響應(yīng)，相對(duì)較小的動(dòng)態(tài)范圍。 目前關(guān)于碳納米管和石墨烯的光電探測(cè)器還在研發(fā)階段，它有潛力可以提供很大的波長(zhǎng)范圍和很快的響應(yīng)速度。將這一器件集成到光電芯片上的方法也在研究當(dāng)中。

光電探測(cè)器是將光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元器件，在LiDAR系統(tǒng)中充當(dāng)“眼睛”的角色，是關(guān)鍵的傳感器。特別提醒:檢針機(jī)不能應(yīng)用于食品行業(yè)，因?yàn)闄z針機(jī)主要靠物理磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)磁力檢測(cè)，(檢針機(jī)的探測(cè)頭里面是磁鐵)，檢針機(jī)的靈敏度會(huì)隨著磁鐵的磁性減弱而降低，所以這款設(shè)備使用壽命較短，再加上檢針機(jī)只能檢測(cè)鐵金屬，市場(chǎng)上面臨淘汰的局面。目前主要的光電探測(cè)器有雪崩光電二極管（Avalanche PhotonDiode，簡(jiǎn)稱APD）/單光子雪崩二極管（SinglePhoton Avalanche Diode，簡(jiǎn)稱SPAD）、硅光電倍增管（MPPC）和PIN光電二極管。

想了解更多產(chǎn)品信息您可撥打公司熱線進(jìn)行咨詢！康冠世紀(jì)竭誠(chéng)為您服