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1、光电子学第四章 第1页，本讲稿共14页工作原理：在光电导探测器两极加上一定电压，当光照射光电工作原理：在光电导探测器两极加上一定电压，当光照射光电导体时，光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动，在电导体时，光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动，在电路中产生电流，实现光电转换。路中产生电流，实现光电转换。光光电导电导探探测测器的原理器的原理图图及符号及符号第2页，本讲稿共14页。光敏光敏电电阻阻结结构示意构示意图图第3页，本讲稿共14页几种典型的光电导探测器简介几种典型的光电导探测器简介 按晶体结构分：多晶、单晶；按晶体结构分：多晶、单晶；多晶类多是薄膜型器件，如多晶类多是薄膜型器件，如P
2、bS、PbSe、PbTe等，等，单晶类：锑化铟（单晶类：锑化铟（InSb）、碲镉汞（）、碲镉汞（HgCdTe）、碲锡）、碲锡铅和掺杂型几种。铅和掺杂型几种。CdS和和CdSe：两种造价低的可见光辐射探测器（两种造价低的可见光辐射探测器（CdS：0.30.8m，CdSe：0.30.9m）；可见波段最灵敏，主要特点是）；可见波段最灵敏，主要特点是高可靠性和长寿命，广泛用于自动化技术中。高可靠性和长寿命，广泛用于自动化技术中。PbS：这是一种性能优良的近红外辐射探测器，是在室温条件下这是一种性能优良的近红外辐射探测器，是在室温条件下探测灵敏度最高的一种红外探测器，室温下的禁带宽度为探测灵敏度最高的一
3、种红外探测器，室温下的禁带宽度为0.37eV，响应长波为，响应长波为1 3m。第4页，本讲稿共14页InSb：也是一种性能良好的近红外（也是一种性能良好的近红外（57.5m）辐）辐射探测器，响应速度快。射探测器，响应速度快。PbTe：常温下对常温下对4m内的红外光灵敏，冷却到内的红外光灵敏，冷却到90K，可在，可在5m范围内使用。响应时间范围内使用。响应时间10-410-5s。Hg1-xCdxTe探测器探测器:Hg1-xCdxTe是由半导体是由半导体CdTe和半和半金属金属HgTe采用半导体合金法混合而成的合金系统。采用半导体合金法混合而成的合金系统。是目前性能最优良的光电探测器是目前性能最优
4、良的光电探测器器件的响应波长与器件的响应波长与x有关，范围：有关，范围：115mX=0.19时，响应波长为时，响应波长为10.5m，可与二氧化碳激光器的，可与二氧化碳激光器的输出波长良好匹配。输出波长良好匹配。第5页，本讲稿共14页第6页，本讲稿共14页2.Hg1-xCdxTe光电探测器的性能光电探测器的性能第7页，本讲稿共14页1.响应波长响应波长Hg1-xCdxTe的响应波长由其禁带宽度的响应波长由其禁带宽度Eg决定，且截止波决定，且截止波长长co与与Eg的关系为：的关系为：第8页，本讲稿共14页2.光电导光电导G对对N型型Hg1-xCdxTe探测器，探测器，k1，因而，因而第9页，本讲稿共14页3.噪声噪声1）热噪声）热噪声2）产生）产生-复合噪声复合噪声第10页，本讲稿共14页第11页，本讲稿共14页第12页，本讲稿共14页3）1/f噪声噪声主要决定系统在低频区的性能主要决定系统在低频区的性能可借助转折频率可借助转折频率f0来描述来描述在该频率点，在该频率点，1/f噪声功率等于相同频率点的噪声功率等于相同频率点的g-r噪声噪声功率。功率。第13页，本讲稿共14页第14页，本讲稿共14页