光電導(dǎo)探測(cè)器主要是通過(guò)電陰值的變化來(lái)檢測(cè),以下我將以光敏電阻為例介紹其工作原理。光敏電阻又稱光導(dǎo)管,它沒(méi)有極性,純粹是一個(gè)電阻器件,使用時(shí)既可加直流電壓,也可以加交流電壓。無(wú)光照時(shí),光敏電阻值(暗電阻)很大,電路中電流(暗電流)很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí),它的阻值(亮電阻)急劇減少,電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好,亮電阻越小越好,此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級(jí),亮電阻在幾千歐以下。光電探測(cè)器的原理是由輻射引起被照射材料電導(dǎo)率發(fā)生改變。深圳50GHZ PIN光電探測(cè)器設(shè)計(jì)
光電二極管的工作原理同光電池一樣,都是基于PN結(jié)的光伏效應(yīng)工作的。主要特點(diǎn)是結(jié)區(qū)面積小,通常工作于反偏置狀態(tài)。因此內(nèi)建電場(chǎng)很強(qiáng),結(jié)區(qū)較寬,結(jié)電容小,因此頻率特性爺比光電池好,但光電流較小。PIN光電二極管PN半導(dǎo)體中間夾了一層本征半導(dǎo)體,由于本征半導(dǎo)體近似于介質(zhì),相當(dāng)于增大了NPNj結(jié)之間的距離,使結(jié)電容變小。PN半導(dǎo)體中耗盡層寬度隨反向電壓增加而加寬,將P區(qū)做得很薄,由于I層的存在,入射光子只能在I層被吸收,因此在I層形成高電場(chǎng)區(qū),I區(qū)的光電子在強(qiáng)電場(chǎng)下加速運(yùn)動(dòng),使得載流子渡越時(shí)間非常短,因此可以有效減小時(shí)間常數(shù),提高工作頻率特性。16GHZ PIN光電探測(cè)器24小時(shí)服務(wù)相干接收:在接收設(shè)備中利用載波相位信息去檢測(cè)并接收信號(hào)。
光伏探測(cè)器基于光照產(chǎn)生電勢(shì)差,用測(cè)電勢(shì)差的原理。它分為光電池與光電二極管兩種類型,光電池主要是把光能轉(zhuǎn)換為電能的器件,目前有硒光電池、硅光電池、砷化鎵及鍺光電池等,但目前運(yùn)用較廣的是硅光電池。光電二級(jí)管分為P-N結(jié)光電二極管、PIN光電二級(jí)管、雪崩光電二極管、光電三級(jí)管等。PIN光電二極管又稱快速光電二極管,與一般的光電二極管相比,它具有不的時(shí)間常量,并使光譜響應(yīng)范轉(zhuǎn)向長(zhǎng)波方向移動(dòng),其峰值波長(zhǎng)可移至1.04~1.06um而與YAG激光器的發(fā)射波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)。它具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。它是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾了一層本征半導(dǎo)體構(gòu)成的。因?yàn)楸菊靼雽?dǎo)體近似于介質(zhì),這就相當(dāng)于增大了P-N結(jié)結(jié)電容兩個(gè)電極之間的距離,使結(jié)電容變得很小。其次,P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中耗盡層的寬度是隨反向電壓增加而加寬的,隨著反偏壓的增大,結(jié)電容也要變得很小。由于I層的存在,而P區(qū)一般做得很薄,入射光子只能在I層內(nèi)被吸收,而反向偏壓主要集中在I區(qū),形成高電場(chǎng)區(qū),I區(qū)的光生載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下加速運(yùn)動(dòng),所以載流子渡越時(shí)間常量減小,從而改善了光電二極管的頻率響應(yīng)。同時(shí)I層的引入加大了耗盡區(qū),展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)域,從而使靈敏度得以提高。
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即Eg<hv,則價(jià)帶電子可以躍遷到導(dǎo)帶形成光電流。當(dāng)光在半導(dǎo)體中傳輸時(shí),光波的能量隨著傳播會(huì)逐漸衰減,其原因是光子在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了吸收。半導(dǎo)體對(duì)光子的吸收主要的吸收為本征吸收,本征吸收分為直接躍遷和間接躍遷。通過(guò)測(cè)試半導(dǎo)體的本征吸收光譜除了可以得到半導(dǎo)體的禁帶寬度等信息外,還可以用來(lái)分辨直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。本征吸收導(dǎo)致材料的吸收系數(shù)通常比較高,由于半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)所以半導(dǎo)體具有連續(xù)的吸收譜。從吸收譜可以看出,當(dāng)本征吸收開(kāi)始時(shí),半導(dǎo)體的吸收譜有一明顯的吸收邊。但是對(duì)于硅材料,由于其是間接帶隙材料,與三五族材料相比躍遷幾率較低,因而只有非常小的吸收系數(shù),同時(shí)導(dǎo)致在相同能量的光子照射下在硅材料中的光的吸收深度更大。APD雪崩二極管在很多地方使用于雷達(dá)、通信、遙控、遙測(cè)、儀器儀表中。
1873年,英國(guó)W.史密斯發(fā)現(xiàn)硒的光電導(dǎo)效應(yīng),但是這種效應(yīng)長(zhǎng)期處于探索研究階段,未獲實(shí)際應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)以后,隨著半導(dǎo)體的發(fā)展,各種新的光電導(dǎo)材料不斷出現(xiàn)。在可見(jiàn)光波段方面,到50年代中期,性能良好的硫化鎘、硒化鎘光敏電阻和紅外波段的硫化鉛光電探測(cè)器都已投入使用。60年代初,中遠(yuǎn)紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導(dǎo)探測(cè)器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(鍺摻金)和Ge:Hg光電導(dǎo)探測(cè)器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元系材料的研究取得進(jìn)展。工作原理和特性光電導(dǎo)效應(yīng)是內(nèi)光電效應(yīng)的一種。當(dāng)照射的光子能量hv等于或大于半導(dǎo)體的禁帶寬度Eg時(shí),光子能夠?qū)r(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶,從而產(chǎn)生導(dǎo)電的電子、空穴對(duì),這就是本征光電導(dǎo)效應(yīng)。這里h是普朗克常數(shù),v是光子頻率,Eg是材料的禁帶寬度(單位為電子伏)。因此,本征光電導(dǎo)體的響應(yīng)長(zhǎng)波限λc為λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c為光速。本征光電導(dǎo)材料的長(zhǎng)波限受禁帶寬度的限制。PIN缺點(diǎn)在于I層電阻很大管子的輸出電流小,一般多為零點(diǎn)幾微安至數(shù)微安。深圳50GHZ PIN光電探測(cè)器設(shè)計(jì)
利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的光子型探測(cè)器是用半導(dǎo)體材料制成的固態(tài)電子器件,包括光電導(dǎo)探測(cè)器和光伏型探測(cè)器等。深圳50GHZ PIN光電探測(cè)器設(shè)計(jì)
光通信雖然以光作為傳播媒介,但歸根結(jié)底還是基于電的。光載波需要使用電信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)制,接收機(jī)接收到光信號(hào)也需要將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),才能獲得所攜帶的信息。光的帶寬暫且可以認(rèn)為是無(wú)限的,但是電信號(hào)的帶寬不可能無(wú)限提高。相對(duì)于低頻信號(hào),高頻信號(hào)有著更高的損耗(包括導(dǎo)線損耗、介質(zhì)損耗以及電磁輻射等),這就導(dǎo)致信號(hào)通路的頻率響應(yīng)是一條向下的曲線,高頻成分的減少導(dǎo)致上升下降時(shí)間會(huì)比原來(lái)更長(zhǎng)(因?yàn)楦叽沃C波比低次諧波更為陡峭,這點(diǎn)很容易理解)。因此帶寬的選擇對(duì)時(shí)域波形的較短上升邊有直接的影響。深圳50GHZ PIN光電探測(cè)器設(shè)計(jì)
深圳市飛博光電,2018-09-30正式啟動(dòng),成立了激光光源,光放大器,射頻放大器,光電探測(cè)器等幾大市場(chǎng)布局,應(yīng)對(duì)行業(yè)變化,順應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)發(fā)展,在創(chuàng)新中尋求突破,進(jìn)而提升飛博光電的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,把握市場(chǎng)機(jī)遇,推動(dòng)通信產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。是具有一定實(shí)力的通信產(chǎn)品企業(yè)之一,主要提供激光光源,光放大器,射頻放大器,光電探測(cè)器等領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品或服務(wù)。我們強(qiáng)化內(nèi)部資源整合與業(yè)務(wù)協(xié)同,致力于激光光源,光放大器,射頻放大器,光電探測(cè)器等實(shí)現(xiàn)一體化,建立了成熟的激光光源,光放大器,射頻放大器,光電探測(cè)器運(yùn)營(yíng)及風(fēng)險(xiǎn)管理體系,累積了豐富的通信產(chǎn)品行業(yè)管理經(jīng)驗(yàn),擁有一大批專業(yè)人才。深圳市飛博光電始終保持在通信產(chǎn)品領(lǐng)域優(yōu)先的前提下,不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。在激光光源,光放大器,射頻放大器,光電探測(cè)器等領(lǐng)域承攬了一大批高精尖項(xiàng)目,積極為更多通信產(chǎn)品企業(yè)提供服務(wù)。