光电子学第5章_光电探测器.ppt

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1、OptoelectronicsandPhotonicsPrinciplesandPracticesYangJunPhotonicsResearchCenterSchoolofScienceHarbinEngineeringUniversity2008.12专业词汇选编Freeelectronholepairs(EHPs):自由电子空穴对Photodiode:光探测器Pyroelectric[pairo’ilectric]detector:热探测器Acceptor：受主Donor:施主Antireflectioncoating:抗

2、反射膜、增透膜Depletionregion:耗尽区Spacechargelayer:空间电荷层Built-involtage:内建电场Neutralregions:中性区Photogenerate:光生Photocurrent:光电流专业词汇选编Driftvelocity:漂移速度Transittime:渡越时间Uppercut-offwavelength:长波截至波长Absorptioncoefficient:吸收系数Penetrationdepth:穿透深度Directbandgap:直接带隙Indirectbandgap:

3、间接带隙PhononMomentum:声子动量Latticevibration:晶格振动Quantumefficiencyofthedetector:探测器的量子效率Externalquantumefficiency:外量子效率Responsivity:响应度Spectralresponsivity(radiantsensitivity)光谱响应度(辐射响应度)光电探测器(Photodetector)光纤技术应用中，不可避免的会遇到将光辐射转换成易于测量和处理的电学量的问题，亦即光辐射的探测问题。光辐射探测技术是光纤技术的一个重要

4、组成部分，而用于探测光辐射的器件通常称之为光探测器。在光纤技术的大多数应用中都需要将光辐射信号转换成电信号（或图像信息），光探测器是上述应用中实现光—电转换的关键元件，光探测器性能的优劣将影响整个探测系统的性能。此外，利用将光辐射信号转换成电信号以进行显示或控制的功能，光探测器不仅可以代替人眼，而且由于其光谱响应范围宽，更是人眼的延伸。光纤技术中几种典型的光电探测器InGaAs-PIN光电二极管PIN-TIA接收组件Si-PIN光电二极管光探测器之所以能探测光辐射就是因为光辐射（即光频电磁波）传输能量。入射到光探测器上的光辐射使之

5、产生光生载流子（或发射光电子）或使其本身的特性（如电阻、温度等）发生变化。根据上述光辐射响应方式或工作机理的不同，前者称之为光电效应，后者称之为光热效应，由此构成的光探测器分别称为光子探测器和热探测器。而光子探测器又分为：光电子发射探测器、光电导探测器、光伏探测器、光子牵引探测器；热探测器又分为：热探测器：测辐射热电偶、测辐射热计、热释电探测器、气动探测器。光电探测器(Photodetector)Photodetectors5.1PrincipleofthepnJunctionPhotodiode5.2Ramo’stheorema

6、ndexternalphotocurrent5.3AbsorptionCoefficientandPhotodiodeMaterials5.4QuantumEfficiencyandResponsivity5.5ThePINPhotodiode5.6AvalanchePhotodiode5.7HeterojunctionPhotodiodes5.8Phototransistors5.9NoiseinPhotodetectors5.1PrincipleofthepnjunctionphotodiodePhotodetectorsco

7、nvertalightsignaltoanelectricalsignalsuchasavoltageorcurrent.Inphotoconductorsandphotodiodes,thisconversionistypicallyachievedbythecreationoffreeelectronholepairsbytheabsorptionofphotons.Inpyroelectricdetectorstheenergyconversioninvolvesthegenerationofheatwhichincreas

8、esthetemperatureofthedevicewhichchangesitspolarizationandhenceitsrelativepermittivity.pnjunctionbasedphotodiodetypedeviceson