光電流指在入射光照射下光電探測器所產(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器存在的漏電流。其大小影響著光接收機(jī)的靈敏度大小,是探測器的主要指標(biāo)之一。暗電流主要包括以下幾種:①耗盡區(qū)中邊界的少子擴(kuò)散電流;②載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流,通過在加工中消除硅材料的晶格缺陷,可以有效減小載流子的產(chǎn)生-復(fù)合電流,通常對(duì)于高純度的單晶硅產(chǎn)生-復(fù)合電流可以降低到2*1011A/nm2以下;③表面泄漏電流,在制造工藝結(jié)束時(shí),對(duì)芯片表面進(jìn)行鈍化處理,可以將表面漏電流降低到1011A/nm2量級(jí)。當(dāng)然,暗電流也受探測器工作溫度和偏置電壓的影響。探測器的暗電流與噪聲是分不開的,通常光電探測器的噪聲主要分為暗電流噪聲、散粒噪聲和熱噪聲:a暗電流噪聲:對(duì)于一個(gè)光電探測器來講,可接收的光功率是由探測器的暗電流大小決定的,所以減小探測器的暗電流能提高光接收機(jī)的靈敏度;b散粒噪聲:當(dāng)探測器接收入射光時(shí),散粒噪聲就產(chǎn)生于光子的產(chǎn)生-復(fù)合過程中。由于光生載流子的數(shù)量變化規(guī)律服從泊松統(tǒng)計(jì)分部,所以光生載流子的產(chǎn)生過程存在散粒噪聲;c熱噪聲:由于導(dǎo)體中電子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)體兩端電壓的波動(dòng),因此就會(huì)產(chǎn)生熱噪聲。光電探測器區(qū)別于光子探測器的比較大特點(diǎn)是對(duì)光輻射的波長無選擇性。石巖高靈敏度光電探測器分類
為了提高傳輸效率并且無畸變地變換光電信號(hào),光電探測器不僅要和被測信號(hào)、光學(xué)系統(tǒng)相匹配,而且要和后續(xù)的電子線路在特性和工作參數(shù)上相匹配,使每個(gè)相互連接的器件都處于比較好的工作狀態(tài)?,F(xiàn)將光電探測器件的應(yīng)用選擇要點(diǎn)歸納如下:光電探測器必須和輻射信號(hào)源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。如果測量波長是紫外波段,則選用光電倍增管或?qū)iT的紫外光電半導(dǎo)體器件;如果信號(hào)是可見光,則可選用光電倍增管、光敏電阻和Si光電器件;如果是紅外信號(hào),則選用光敏電阻,近紅外選用Si光電器件或光電倍增管。相干接收機(jī)光電探測器產(chǎn)品介紹根據(jù)器件對(duì)輻射響應(yīng)的方式不同,光電探測器可分為兩大類:一類是光子探測器;另一類是熱探測器。
光電探測器的光電轉(zhuǎn)換特性必須和入射輻射能量相匹配。其中首先要注意器件的感光面要和照射光匹配好,因光源必須照到器件的有效位置,如光照位置發(fā)生變化,則光電靈敏度將發(fā)生變化。如光敏電阻是一個(gè)可變電阻,有光照的部分電阻就降低,必須使光線照在兩電極間的全部電阻體上,以便有效地利用全部感光面。光電二極管、光電三極管的感光面只是結(jié)附近的一個(gè)極小的面積,故一般把透鏡作為光的入射窗,要把透鏡的焦點(diǎn)與感光的靈敏點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。一定要使入射通量的變化中心處于檢測器件光電特性的線性范圍內(nèi),以確保獲得良好的線性輸出。對(duì)微弱的光信號(hào),器件必須有合適的靈敏度,以確保一定的信噪比和輸出足夠強(qiáng)的電信號(hào)。
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(hào)。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(huì)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(duì)光子的吸收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(duì)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。光子型探測器是有選擇性響應(yīng)波長的探測器件。
光伏探測器基于光照產(chǎn)生電勢差,用測電勢差的原理。它分為光電池與光電二極管兩種類型,光電池主要是把光能轉(zhuǎn)換為電能的器件,目前有硒光電池、硅光電池、砷化鎵及鍺光電池等,但目前運(yùn)用較廣的是硅光電池。光電二級(jí)管分為P-N結(jié)光電二極管、PIN光電二級(jí)管、雪崩光電二極管、光電三級(jí)管等。PIN光電二極管又稱快速光電二極管,與一般的光電二極管相比,它具有不的時(shí)間常量,并使光譜響應(yīng)范轉(zhuǎn)向長波方向移動(dòng),其峰值波長可移至1.04~1.06um而與YAG激光器的發(fā)射波長相對(duì)應(yīng)。它具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。它是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾了一層本征半導(dǎo)體構(gòu)成的。因?yàn)楸菊靼雽?dǎo)體近似于介質(zhì),這就相當(dāng)于增大了P-N結(jié)結(jié)電容兩個(gè)電極之間的距離,使結(jié)電容變得很小。其次,P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中耗盡層的寬度是隨反向電壓增加而加寬的,隨著反偏壓的增大,結(jié)電容也要變得很小。由于I層的存在,而P區(qū)一般做得很薄,入射光子只能在I層內(nèi)被吸收,而反向偏壓主要集中在I區(qū),形成高電場區(qū),I區(qū)的光生載流子在強(qiáng)電場作用下加速運(yùn)動(dòng),所以載流子渡越時(shí)間常量減小,從而改善了光電二極管的頻率響應(yīng)。同時(shí)I層的引入加大了耗盡區(qū),展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)域,從而使靈敏度得以提高。光電探測器的電路模型中包含的電阻為其熱噪聲的主要來源。飛博光電30GHZ APD光電探測器有什么
光電探測器必須和輸入電路在電特性上良好地匹配。石巖高靈敏度光電探測器分類
通信產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)分裂和結(jié)構(gòu)演變,設(shè)備提供商始終是移動(dòng)通信發(fā)展的基石?;乜催^去我國移動(dòng)通信業(yè)的發(fā)展,行業(yè)發(fā)生了天翻地覆的變化。目前,國內(nèi)生產(chǎn)型企業(yè)數(shù)量眾多。在這些通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)商中,中通服及旗下各省工程公司的總體規(guī)模和市場占比處于優(yōu)勢地位,設(shè)備制造商也占據(jù)一小部分市場占比。隨著工業(yè)化與信息化的融合不斷加快,加上相關(guān)部門公共安全加入不斷增加,專通信產(chǎn)品市場規(guī)模近年來不斷擴(kuò)大。近年來,通信技術(shù)突飛猛進(jìn),通信產(chǎn)業(yè)成為全世界發(fā)展速度的產(chǎn)業(yè)之一。技術(shù)的發(fā)展必然將引發(fā)銷售的擴(kuò)容、重組與兼容,也將促進(jìn)銷售的多元化業(yè)務(wù)發(fā)展,并對(duì)通信設(shè)備制造業(yè)、終端產(chǎn)業(yè)和通信技術(shù)服務(wù)業(yè)等上下游產(chǎn)業(yè)形成有力拉動(dòng)。石巖高靈敏度光電探測器分類
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