光電二極管的結構通常是1個PN結,中間是本征層,也稱之為耗盡層或耗盡區,入射的光子在耗盡區激發自由電子和空穴,并引導它們分別向兩極運動,從而產生光電流。
表征光電二極管時,我們會用到量子效率,這里其實是指內部量子效率,即產生的電子數與進入載荷子區的光子數之比,用于確定光電二極管的性能。光電二極管的響應度,對應外部量子效率,即產生的電子數與所有到達二極管表面的光子數之比,包括因表面反射或吸收而沒有進入載荷子區的光子,所以一般內部量子效率高于外部量子效率。這種探測器的優勢和缺點分別是:
優勢:響應速度快、靈敏度高、線性度好、噪聲低、暗電流小、尺寸小。
缺點:易飽和、光譜范圍有限、易受溫度影響、有效區域有限、放大電路。
二. 熱敏探測器
熱敏探頭先將光子能量轉化成熱量,再轉化成電流。熱敏功率探頭基于熱電效應(亦稱為塞貝克效應):金屬或合金的一端受熱時會釋放電子,電子會朝著較冷的一端移動,這是一種只要存在溫度差就會產生的現象,產生于金屬之間。
使用熱敏功率探頭測量較低的功率水平時,需要防止敏感區域受到黑體輻射。此外,也不要有任何通風或環境溫度變化。而熱敏探測器同樣有著自身的優勢和缺點在于:
優勢:耐用性高、光譜范圍大、有效區域大。
缺點:靈敏度較差、噪聲大、響應速度慢、尺寸較大。
對于連續光,光電二極管探測器和熱敏探測器都適用,但光電二極管探測器更精準。而對于較高峰值功率的脈沖光,熱敏功率探測器更為合適。
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審核編輯:湯梓紅
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