光电子探测器概述

1、第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述1.光电子探测器的定义与分类Optoelectronic Detectors利用光与物质相互作用所呈现的物理效应的规律第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述分类 光热探测器 光子探测器 外光电效应探测器 内光电效应探测器 光电导探测器 光生伏特探测器 光生电荷探测器 光磁电探测器第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述光电子探测器光电子探测器光子探测器光子探测器光热探测器光热探测器电子发射器件电子发射器件内光电效应器件内光电效应器件光电管光电倍增管真空摄像管变像管像增强管光敏电阻光电池光电二极管光电三极管电荷耦合器件CCD热电偶/热电堆热辐射计/

2、热敏电阻热释电探测器第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述按探测器的结构分 单元（色）探测器 多元（色）探测器 线阵探测器 面阵探测器第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述光电探测系统分类 主动系统/被动系统 （按信息源分） 红外系统/可见光系统(按光源波长分) 红外系统多用于军事,有大气窗口,需要特种探测器 可见光系统多用于民用 点探测/面探测系统(按接受系统分) 用单元探测器接受目标的总辐射功率 用面接受元件测量目标的光强分布 模拟系统/数字系统(按调制和信号处理方式分) 直接检测/相干检测系统(按光波对信号的携带方式分)第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述光电探测系统组成图

3、变换电路光电传感光源光学系统被测对象光学变换电信号处理存 储显 示控 制光学变换电路处理第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述光电探测系统 光学变换 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽 空域变换：光学扫描 光学参量调制：光强、波长、相位、偏振 形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。 光电变换 光电/热电器件（传感器）、变换电路、前置放大 将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）。 电路处理 放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接口、控制。第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述直接探测/相干探测 直接探测:无论是相干或非相干光源，都是利用光源

4、发射的光强携带信息。光电探测器直接把接受到的光强的变化转换为电信号的变化，然后，用解调电路检出所携带的信息。 相干探测:利用光波的振幅、频率、相位携带信息，而不是光强。因为用光波的相干原理，只能用相干光。类似于无线电外差探测，故又称光外差探测。第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述直接探测 光子收集器 带通滤波器 光电子探测器 电子放大器 低通放大器 第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述外差（相干）探测 光子收集器 带通滤波器 光电子探测器 电子放大器 低通放大器 光混频器 激光器 第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述2. 2. 光电子探测器的性能参数光电子探测器的性能参数量子

5、效率响应度噪声特性（NEP（Noise Equivalent Power）探测度响应时间第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述1） 量子效率 Quantum efficiency 每个入射光子所释放的平均电子数/PPIeI hP heP1一般探测器1雪崩光电二极管、光电倍增管第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述2 2）响应度）响应度响应度（或称灵敏度）：是光电探测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。描述的是光电探测器件的光电转换效率。 响应度是随入射光波长变化而变化的 响应度分电压响应度和电流响应度第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述 电压响应度 光电探测器件输出电压与入射光功率之比 电流响应度 光电探测器件输出电流与入射光功率之比PVVRPPIIRP (nm)1248IR第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述3） 探测度与归一化探测度 探测度D定义为噪声等效功率的倒数 经过分析，发现NEP与检测元件的面积Ad和放大 器带宽f 乘积的平方根成正比 归一化探测率D*，即 D*与探测器的敏感面积、放大器的带宽无关。1DNEP*1/ 2*1()dDDAfNEP第2章 光接收器件第2节 光电子探测器概述4）响应时间 响应时间是描述光电探测器对入射光响应快慢的一个参数 上升时间：入射光照射到光电探测器后，光电