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。光電探測(cè)器的分類按照光電探測(cè)器件的物理效應(yīng)可分為兩類：一類是利用各種光電效應(yīng)的光子探測(cè)器，另一類是利用溫度變化效應(yīng)的熱探測(cè)器。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。

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)。光電探測(cè)器光電探測(cè)器必須和光信號(hào)的調(diào)制形式、信號(hào)頻率及波形相匹配，以保證得到?jīng)]有頻率失真的輸出波形和良好的時(shí)間響應(yīng)。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。

光電探測(cè)器原理--應(yīng)用

光電探測(cè)器是一種能夠?qū)⒐廨椛滢D(zhuǎn)換成電量的一個(gè)器件，它利用這個(gè)特性可以進(jìn)行顯示及控制的功能。光電探測(cè)器種類繁多，不勝枚舉。原則上講，只要受到光照射后其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化的任何材料都可以用來(lái)制作光電探測(cè)器。1、光子探測(cè)器光子探測(cè)器的工作原理是基于光電效應(yīng)，入射的光子和材料中的電子發(fā)生相互作用，若產(chǎn)生的光電子逸出材料表面，則稱為外光電效應(yīng)。現(xiàn)在廣泛使用的光電探測(cè)器是利用光電效應(yīng)工作的，光電效應(yīng)分為兩類：內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)。它的用途比較廣泛，主要應(yīng)用在軍事及國(guó)名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域上。

光電探測(cè)器是指一類當(dāng)有輻射照射在表面時(shí)，性質(zhì)會(huì)發(fā)生各種變化的材料。光電探測(cè)器能把輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電探測(cè)器的性能指標(biāo)介紹暗電流和噪聲光電流指在入射光照射下光電探測(cè)器所產(chǎn)生的光生電流，暗電流可以定義為沒有光入射的情況下探測(cè)器存在的漏電流。輻射信號(hào)所攜帶的信息有：光強(qiáng)分布、溫度分布、光譜能量分布、輻射通量等，其進(jìn)過(guò)電子線路處理后可供分析、記錄、儲(chǔ)存和顯示，從而進(jìn)行探測(cè)。

826年，熱電偶探測(cè)器→1880，金屬薄膜測(cè)輻射計(jì)→1946，熱敏電阻→20世紀(jì)50年代，熱釋電探測(cè)器→20世紀(jì)60年代，三元合金光探測(cè)器→20世紀(jì)70年代，光子牽引探測(cè)器→20世紀(jì)80年代，阱探測(cè)器→近年來(lái)，陣列光電探測(cè)器、電荷耦合器件(CCD)

這個(gè)被譽(yù)為“現(xiàn)代火眼金睛”的光電探測(cè)材料無(wú)論在經(jīng)濟(jì)、生活還是軍事方面，都有著不可或缺的作用。

由于器件對(duì)輻射響應(yīng)的方式不一樣，以此可將光電探測(cè)器分為兩大類，分別是光子探測(cè)器和熱探測(cè)器。

1光子探測(cè)器：光子，是光的小能量。單光子探測(cè)技術(shù)，是近些年剛剛起步的一種新式光電探測(cè)技術(shù)，其原理是利用新式光電效應(yīng)，可對(duì)入射的單個(gè)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)極微弱目標(biāo)信號(hào)的探測(cè)。限制探測(cè)器功率的值取決于非線性響應(yīng)或者損傷問(wèn)題，而功率則是由噪聲決定。 光子計(jì)數(shù)也就是光電子計(jì)數(shù)，是微弱光(低于10-14W)信號(hào)探測(cè)中的一種新技術(shù)。

2利用光熱效應(yīng)制作的元件叫做熱探測(cè)器，同時(shí)也叫熱電探測(cè)器。(光熱效應(yīng)指的是當(dāng)材料受光照射后，光子能量會(huì)同晶格相互作用，振動(dòng)變得劇烈，溫度逐漸升高，由于溫度的變化，而逐漸造成物質(zhì)的電學(xué)特性變化)。