了解光電探測器的基本工作原理

　　

　　一、工作原理：

　　光電探測器的基本工作機(jī)理包括三個(gè)過程：

　　(1)光生載流子在光照下產(chǎn)生；

　　(2)載流子擴(kuò)散或漂移形成電流；

　　(3)光電流在放大電路中放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號。當(dāng)探測器表面有光照射時(shí)，如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量即Eg<hv，則價(jià)帶電子可以躍遷到導(dǎo)帶形成光電流。

　　

　　當(dāng)光在半導(dǎo)體中傳輸時(shí)，光波的能量隨著傳播會逐漸衰減，其原因是光子在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了吸收。半導(dǎo)體對光子的吸收最主要的吸收為本征吸收，本征吸收分為直接躍遷和間接躍遷。通過測試半導(dǎo)體的本征吸收光譜除了可以得到半導(dǎo)體的禁帶寬度等信息外，還可以用來分辨直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。本征吸收導(dǎo)致材料的吸收系數(shù)通常比較高，由于半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)所以半導(dǎo)體具有連續(xù)的吸收譜。從吸收譜可以看出，當(dāng)本征吸收開始時(shí)，半導(dǎo)體的吸收譜有一明顯的吸收邊。但是對于硅材料，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。

　　

　　該設(shè)備是激光測向技術(shù)的核心器件，常用的探測器主要包括：電流/電壓信號傳感器和圖像傳感器兩類。電流/電壓信號傳感器是將光能量轉(zhuǎn)化為電流或電壓進(jìn)行處理，而圖像傳感器可將光能量進(jìn)行積分，再轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行處理，二者都可以實(shí)現(xiàn)對角度的動態(tài)實(shí)時(shí)測量。