光电探测器

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器： 光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。 金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。 光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。长期工作的稳定性方面，以光电二极管、光电池为，其次是光电倍增管与光电三极管。它没有光电二极管常用。 光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。 光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。 热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。 热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。 目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器噪声分类

1、噪声：由于光电探测器在光辐射作用或热激发下，光电子或载流子随机产生造成的。存在于真空发射管和半导体器件中，属于白噪声。

2、热噪声：暗电流大小与偏压、温度及反向饱和电流密切相关。PN结外加正向偏压，暗电流随外加电压增大成指数急剧增大，远大于光电流，因此加正偏压无意义。6微米，与CO2激光器的激光波长相匹配，用于探测大气第三个窗口（8～14微米）。PN结外加反向偏压，暗电流随反向偏压增大有所增大，*后等于反向饱和电流，其值远小于光电流。

3、产生-复合噪声：半导体中载流子产生与复合的随机性而引起的载流子浓度的起伏。与噪声本质相同，都是由于载流子随机起伏所致，所以有时将该噪声归并为噪声。不是白噪声，低频限噪声。是光电探测器的主要噪声源。

4、1/f噪声：（又称电流噪声、闪烁噪声或过剩噪声），低频噪声，几乎所有探测器都存在。探测器表面工艺状态对该噪声影响很大。频谱近似与频率成反比。主要出现在1kHz以下的低频区，工作频率大于1kHz时，与其他噪声相比可忽略。

5、倍增噪声：光电倍增管

6、雪崩噪声：雪崩光电二极管

7、温度噪声：热探测器本身吸收和传导等热交换引起的温度起伏。

光电探测器的选择要点

光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。在光电特性（即线性）方面，以光电倍增管、光电二极管和光电池为好。如果测量波长是紫外波段，则选用光电倍增管或专门的紫外光电半导体器件;如果信号是可见光，则可选用光电倍增管、光敏电阻和Si光电器件;如果是红外信号，则选用光敏电阻，近红外选用Si光电器件或光电倍增管。

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