光电探测器调研报告

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1、题目：光电探测器的原理及国内外研究现状学生姓名:院（系人学号：专业：光电探测器的原理及国内外研究现状摘要概述了光电探测器的分类和基本原理，并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了光电探测器国内外研究现状，预测了硅基雪崩光电探测器在军事和激光雷达等方向的应用前景。关键词：光电探测器；硅基雪崩光电探测器；激光雷达PrincipleandResearchStatueatHomeandAbroadofphotoelectricdetectorAbstractDescribedthebasicprincipleandassortmentofthephotoe

2、lectricdetecto匚Thedomesticandabroadresearchstatuefromtheaspectsofmaterialselectionanddevicemainapplicationsissummarized・Atlasttheapplicationprospectsofsilicon-basedavalanchephotodetectorarcpredicted,suchasresearchonmilitaryandlaserradar.Keywords:phoroelectricdetector；silicon-base

3、davalanchephotodetector；laserradar1引言光电探测器的发展历史比较悠久已有上百年的研究历史。由于这种器件在军事和民用中的重要性，发展非常迅速。随着激光与红外技术的发展，材料性能的改进和制造工艺的不断完善，光电探测器朝这集成化的方向发展。这大大缩小体枳、改善性能、降低成本。此外将光辐射探测器阵列与CCD器件结合起来，可以实现信息的传输也可用于热成像领域。因此，进一步研究光电探测器是一项重要课题，本文章就从原理及国内外最新的研究状况探索光电探测器领先应用。2光电探测器入门2.1光电探测器的发展历史最早用来探测可见光辐射和红外辐

4、射的光辐射探测器是热探测器。其屮，热电偶早在1826年就已发明出来［,1o1880年又发明了金属薄膜测辐射计。1947年制成了金属氧化物热敏电阻测辐射热计。1947年又发明了气动探测器。经过多年的改进和发展，这些光辐射探测器口趋完善，性能也有了较大的改进和提高。但是，与光子探测器相比，这些光辐射探测器的探测率仍较低，时间常数也较大。从五十年代开始人们对热释电探测器进行了一系列研究工作，发现它具有许多独特的优点，因此近年来有关热释电探测器的研究工作特别活跃，发展异常迅速。热释电探测器的发展以使得热探测器这个领域大为改观，以致有人估计热释电技术将成为发展电子

5、一一光学工业的先导。应用广泛的光子探测器，除了发展最早、技术上也最成熟、响应波长从紫光到近红外的光电倍增管以外，硅和错材料制作的光电二极管、铅锡、III〜V族化合物、错掺杂等光辐射探测器，冃前均已达到相当成熟的阶段，器主要性能已接近理论极限。1970年以后又岀现了一种利用光子牵引效应制成的光子牵引探测器。其主要用于CO?激光的探测。八十年代中期，出现了利用掺杂的GciAs/AlGciAs材料、基于导带跃迁的新型光探测器一一量子阱探测器。这种器件工作于8〜12pm波段，工作温度为77K。2.2光电探测的分类及原理光电探测器能把光信号转换为电信号。根据器件对

6、辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器；另一类是热探测器。光电探测器的工作原理是基于光电效应⑵。热探测器是用探测元件吸收入射辐射而产生热、造成温升，并借助各种物理效应把温升转换成电量的原理而制成的器件。最常用的有温差电偶、测辐射热计、高莱管、热电探测器。一般来说，热探测器的接收元由于表面涂黑它的光谱响应是无选择性的，它只受透光窗口光谱透射特性的限制，因此主要应用于红外区和紫外区，但它的响应率较低、响应速度慢、机械强度低，近来由于热电探测器和薄膜器件的发展，上述缺点已有所改进。光子型探测器，利用外光电效应制成的

7、光子型探测器是真空电子器件，如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极，当光子投射到光电阴极上时，光子可能被光屯阴极屮的电子吸收，获得足够大能量的屯子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中，光电子在带正电的阳极的作用下运动，构成光电流。光电倍增管与光电管的差别在于，在光电倍增管的光电阴极与阳极Z间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极(称为打拿极)。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞，发生倍增效应，最后形成较大的光电流信号。因此，光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。3光电探测器的国内外研究

8、现状3.1基于APD的光电探测器电路研究与设计光电探测器电路用于对光电转换器件输