光電探測(cè)器技術(shù)要求

為了提高傳輸效率并且無(wú)畸變地變換光電信號(hào)，光電探測(cè)器不僅要和被測(cè)信號(hào)、光學(xué)系統(tǒng)相匹配，而且要和后續(xù)的電子線路在特性和工作參數(shù)上相匹配，使每個(gè)相互連接的器件都處于的工作狀態(tài)?，F(xiàn)將光電探測(cè)器件的應(yīng)用選擇要點(diǎn)歸納如下：光電探測(cè)器必須和輻射信號(hào)源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。如果測(cè)量波長(zhǎng)是紫外波段，則選用光電倍增管或?qū)ｉT(mén)的紫外光電半導(dǎo)體器件；如果信號(hào)是可見(jiàn)光，則可選用光電倍增管、光敏電阻和Si光電器件；如果是紅外信號(hào)，則選用光敏電阻，近紅外選用Si光電器件或光電倍增管；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。

光電探測(cè)器分類

光電探測(cè)器能把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。根據(jù)器件對(duì)輻射響應(yīng)的方式不同或者說(shuō)器件工作的機(jī)理不同，光電探測(cè)器可分為兩大類：一類是光子探測(cè)器；另一類是熱探測(cè)器。光電探測(cè)器功能現(xiàn)下的金屬探測(cè)器除了基本的探測(cè)警報(bào)功能外，一般都會(huì)提供許多各廠商精心研發(fā)的特殊功能，如：地表平衡的功能：以利機(jī)器正確比對(duì)是否發(fā)現(xiàn)金屬物而非干擾；內(nèi)部光電效應(yīng)的類型很多，但是使用光電導(dǎo)效應(yīng)和光電效應(yīng)的檢測(cè)器是主流。

選取功能：利用不同金屬物體對(duì)磁場(chǎng)反應(yīng)差異特性來(lái)遴選或排除不同類別之金屬物件且警報(bào)提示 深度的標(biāo)示，可以告知所探測(cè)到的金屬物體被埋藏的可能深度 ；面積的標(biāo)示：可以顯示探測(cè)到的金屬物體大小，提供操作人員研判是否符合開(kāi)挖的需求；光電探測(cè)器光電導(dǎo)類型光電導(dǎo)類型包括使用本征半導(dǎo)體的本征光電導(dǎo)電池和使用雜質(zhì)半導(dǎo)體的雜質(zhì)光電導(dǎo)電池。語(yǔ)音的提示：可以立刻以語(yǔ)音提醒操作人員，比如燈光的照明-提供燈光以利于夜間運(yùn)作。

光電探測(cè)器及應(yīng)用

光電探測(cè)器光電二極管和普通二極管一樣，也是由PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體，也具有單方向?qū)щ娦?，但是在電路中它不作為整流元件，而是把光信?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電傳感器件。普通二極管在反向電壓工作時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過(guò)微弱的反向電流，光電二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相較大，以便接收入射光。光電二極管在反向電壓工作下的，沒(méi)有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流；因?yàn)橛羞@三個(gè)窗口，所以可以被應(yīng)用到很多方面，比如紅外夜視，熱紅外成像等方面。有光照時(shí)，反向電流迅速增加到幾十微安，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，稱為光電傳感器件。

光電探測(cè)器的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在，光電探測(cè)器的發(fā)展主要集中在紅外，已開(kāi)始研制第三代紅外探測(cè)器，并提出了第三代紅外熱像儀的概念，主要是雙色或三色、高分辨率、制冷型熱像儀和智能焦平面陣列探測(cè)器。因此紅外探測(cè)技術(shù)較長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)出第三代。

由于紅外光電探測(cè)器技術(shù)的不斷完善，從光電探測(cè)器芯片上提升技術(shù)已相當(dāng)困難。為進(jìn)一步提，人們現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)到紅外光電探測(cè)器的信號(hào)讀出集成電路(ROIC)上。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路的發(fā)展，ROIC已有很大的進(jìn)展，中規(guī)模的紅外焦平面陣列和相應(yīng)的讀出電路在20世紀(jì)90年代已形成生產(chǎn)規(guī)模。在光電特性（即線性）方面，以光電倍增管、光電二極管和光電池為好。

現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制用于大規(guī)模焦平面陣列(三代器件)、有多種功能的ROIC和智能化焦平面陣列。智能化焦平面陣列是片上處理系統(tǒng)，在光敏芯片上模仿動(dòng)物的功能，對(duì)光-電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)作預(yù)處理，然后再輸出數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程雖然不屬于直接接收光信號(hào)的過(guò)程，但對(duì)光電探測(cè)器的綜合性能有極大影響。這種探測(cè)器非常堅(jiān)固，可以測(cè)量非常高的激光功率，但是靈敏度較低，中等的線性響應(yīng)，相對(duì)較小的動(dòng)態(tài)范圍。

光電探測(cè)器是指把光輻射轉(zhuǎn)換成電量(I或V)的器件。利用將光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以進(jìn)行顯示或控制的功能，光探測(cè)器不僅可以代替人眼，而且由于其光譜響應(yīng)范圍寬，更是人眼的延伸。

光電探測(cè)器的參數(shù)

有關(guān)響應(yīng)方面的性能參數(shù)

1. 響應(yīng)率RV或RI

表征探測(cè)器將入射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的能力

電流的響應(yīng)率RI:探測(cè)器將入射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)Ie的能力。

電壓響應(yīng)率RV：探測(cè)器將入射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)Ve的能力。

2.單色靈敏度Rλ --- 波長(zhǎng)為l的單色輻射源

單色靈敏度:輸出的光電流iλ與波長(zhǎng)為λ的入射到探測(cè)器的單色輻射光通量Pλ(或照度)之比

3.積分靈敏度 --- 復(fù)色輻射源

表示探測(cè)器對(duì)連續(xù)入射光輻射的反應(yīng)靈敏程度

4. 響應(yīng)時(shí)間

描述光電器件對(duì)入射輻射響應(yīng)快慢的參數(shù)

5. 頻率響應(yīng)度