为您推荐:
中国仪器网 中国仪器网 光电探测器 光电探测器的特点|应用

产品导购地图

光电探测器的特点|应用

推荐访问

  光电探测器就是把光信号转为电信号的一种器件,在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于红外热成像、红外遥感等方面。

光电探测器的特点

  光电探测器是光电探测系统的核心,根据需要实现的功能,以及光电探测器的原理,特性参数,使用环境,注意事项等,选择合适的光电探测器至关重要。

  一、外光电效应器件

  1、真空光电管

  特点:①挡光作用小,受光面积大,对聚焦光斑的大小要求不严格;

  ②光电子路程相同,渡越时间一致,极间电容小,高频特性好;

  ③可承受较大电流,线性度好;

  ④收集光电子效率低,灵敏度低,体积大,易破损;

  应用:光功率测量,光信号记录,电影电视,紫外——可见分光光度计。

光电探测器的特点.jpg

  2、光电倍增管

  特点:①光谱响应宽,灵敏度高;

  ②低功耗,低噪声,高分辨率;

  ③要求工作电压非常稳定,入射光功率不能太高;

  ④需要金属外壳屏蔽干扰,体积较大。

  应用:光子计数,极微弱光探测,极低能射线探测,生化分析仪器,扫描电镜。

  二、内光电效应器件

  1、光敏电阻

  特点:①价格低,体积小,质量轻,机械强度高,抗过载能力强,寿命长;

  ②灵敏度高,光谱响应范围宽;工作电流大;

  ③易饱和,受温度影响大,频率特性差。

  应用:光控开关,紫外、红外、可见光探测器。

  2、光电二极管

  特点:①体积小,频率特性好性好;

  ②灵敏度高,工作频率宽,响应速度快;

  ③定向性探测,光谱响应在可见光和红外;

  ④PIN输出电流小;

  ⑤APD受温度影响大,稳定性差。

  应用:光纤通信,激光测距,微弱信号探测。

  3、光电三极管

  特点:①光电流和灵敏度比光电二极管高;

  ②线性度差,易饱和;

  ③频率特性和温度特性差。

  应用:光电控制,光电开关,光电逻辑元件,不适合做光电探测。

  三、热探测器件

  1、热释电器件

  特点:①频率响应宽,时间常数小,探测率高;

  ②大面积均匀敏感面,受环境温度影响小;

  ③极间电容大,不适合高速探测。

  应用:红外探测。

  2、热敏电阻

  特点:①价格便宜,体积小,结构简单,可测点温度;

  ②温度系数大,灵敏度高;

  ③使用方便,寿命长;

  ④互换性差,非线性严重;

  应用:测量,控制。

  光电探测器总的选择匹配原则是:

  ①光电探测器和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配;

  ②光电探测器的光电转换特性和入射辐射能量相匹配;

  ③光电探测器和光信号的调制形式、信号频率及波形相匹配;

  ④光电探测器和输入电路的电气特性相匹配。

光电探测器的应用

  常用的光电探测器材料在射线和可见光波段有:CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等;在近红外波段有:PbS、PbSe、InSb、Hg0。75Cd0。25Te等;在长于8微米波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等;CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。

  可见光波段光电探测器:

  可见光波段的光电探测器CdS、CdSe、CdTe的响应波段都在可见光或近红外区域,通常称为光敏电阻。它们具有很宽的禁带宽度(远大于1电子伏),可以在室温下工作,因此器件结构比较简单,一般采用半密封式的胶木外壳,前面加一透光窗口,后面引出两根管脚作为电极。高温、高湿环境应用的光电导探测器可采用金属全密封型结构,玻璃窗口与可伐金属外壳熔封。

  器件灵敏度用一定偏压下每流明辐照所产生的光电流的大小来表示。例如一种CdS光敏电阻,当偏压为70伏时,暗电流为10-6~10-8安,光照灵敏度为3~10安/流明。CdSe光敏电阻的灵敏度一般比CdS高。

  光敏电阻另一个重要参数是时间常数τ,它表示器件对光照反应速度的大小。光照突然去除以后,光电流下降到最大值的1/e(约为37%)所需的时间为时间常数τ。也有按光电流下降到最大值的10%计算τ的;各种光敏电阻的时间常数差别很大。CdS的时间常数比较大(毫秒量级)。

光电探测器的应用.jpg

  红外波段光电探测器:

  红外波段的光电探测器PbS、Hg1-xCdxTe的常用响应波段在1~3微米、3~5微米、8~14微米三个大气透过窗口。由于它们的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就大大降低了对辐射的灵敏度。

  响应波长越长的光,电导体这种情况越显著,其中1~3微米波段的光电探测器可以在室温工作(灵敏度略有下降)。3~5微米波段的光电探测器分三种情况:

  在室温下工作,但灵敏度大大下降,探测度一般只有1~7×108厘米·瓦-1·赫;热电致冷温度下工作(约-60℃),探测度约为109厘米·瓦-1·赫;77K或更低温度下工作,探测度可达1010厘米·瓦-1·赫以上。8~14微米波段的探测器必须在低温下工作,因此光电导体要保持在真空杜瓦瓶中,冷却方式有灌注液氮和用微型制冷器两种。

  红外光电探测器的时间常数比光敏电阻小得多,PbS光电探测器的时间常数一般为50~500微秒,HgCdTe光电探测器的时间常数在10-6~10-8秒量级。红外光电探测器有时要探测非常微弱的辐射信号,例如10-14瓦;输出的电信号也非常小,因此要有专门的前置放大器。

  光电探测器的应用选择也有一些讲究,在那些要求不是很严格的应用中,一般可以使用任何一种探测器。但是,在某些特定的情况下,就需要慎重选择光电探测器。

2004-12-21 浏览次数:2315次
延伸阅读