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1、8/25/2024第第6 6章章光电探测技术光电探测技术光辐射量光辐射量光电探测器光电探测器电量电量光电探测技术：把被调制的光信号转换成电信光电探测技术：把被调制的光信号转换成电信 号并将信息提取出来的技术号并将信息提取出来的技术18/25/20246.2 6.2 光探测器性能参数光探测器性能参数响应度响应度灵敏度灵敏度光谱响应光谱响应频率响应频率响应量子效率量子效率噪声等效功率噪声等效功率探测度探测度特性参数特性参数评价光电探测器性能的指标：评价光电探测器性能的指标：灵敏度灵敏度28/25/2024参数参数物理描述物理描述表达式表达式单位单位积分灵敏度积分灵敏度光电转换特性的量度光电转换特性
2、的量度安安/ /瓦瓦伏伏/ /瓦瓦光谱灵敏度光谱灵敏度对某一波长光电转换的量度对某一波长光电转换的量度安安/ /瓦瓦频率灵敏度频率灵敏度电流随调制频率变化的量度电流随调制频率变化的量度安安/ /瓦瓦量子效率量子效率吸收的光子数和激光的电子数之比吸收的光子数和激光的电子数之比通量阈通量阈探测器所能探测的最小光信息功率探测器所能探测的最小光信息功率瓦瓦噪声等效功率噪声等效功率单位信噪比时的信号光功率单位信噪比时的信号光功率瓦瓦归一化探测度归一化探测度与噪声等效功率成倒数、光敏面积与噪声等效功率成倒数、光敏面积和测量带宽有关和测量带宽有关厘米厘米. .赫赫兹兹1/2/ /瓦瓦6.1 6.1 光探测器
3、性能参数光探测器性能参数38/25/2024光子效应和光热效应一、光子效应 探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变，单个光子的性质对产生光电子部电子状态的改变，单个光子的性质对产生光电子起直接作用。起直接作用。 比如，比如，光子能量光子能量的大小能直接影响的大小能直接影响电子状态改电子状态改变变的程度，因为的程度，因为E=hv。也说明光子效应对。也说明光子效应对光频率光频率表现出选择性表现出选择性。 另外，在光子直接与电子相互作用的情况下，另外，在光子直接与电子相互作用的情况下，其其响应速度一般比较快响应速度一般比较快。光电探测器：对各
4、种光辐射进行接收和探测的器件光电探测器：对各种光辐射进行接收和探测的器件6.2 6.2 光电探测的物理效应光电探测的物理效应48/25/2024光子效应光子效应外光电效应：外光电效应：电子逸出物体表面电子逸出物体表面内光电效应：内光电效应：自由电子数目变化，但不逸出自由电子数目变化，但不逸出光子效应：光子效应：光子光子电子电子6.2 6.2 光电探测的物理效应光电探测的物理效应58/25/2024光照光照零偏零偏PN结产生开路电压的效应结产生开路电压的效应光照光照反偏反偏光伏效应光伏效应光电池光电池光电信号是光电流光电信号是光电流 结型光电探测结型光电探测器的工作原理器的工作原理光电二极管光电二极管 3、光伏效应6.2 6.2 光电探测的物理效应光电探测的物理效应6
