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什么是光子探测器?

[2022/5/7]

  光子探测器吸收光子后,本身发生电子状态的改变,从而引起内光电效应和外光电效应等光子效应,从光子效应的大小可以测定被吸收的光子数。

  1、光电导探测器

  其又称光敏电阻。半导体吸收能量足够大的光子后,体内一些载流子从束缚态转变为自由态,从而使半导体电导率增大,这种现象称为光电导效应。利用光电导效应制成的光电导探测器分为多晶薄膜型和单晶型两种。

  2、光伏探测器

  主要利用p-n结的光生伏特效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区,电子进入n区,两部分出现电位差,外电路就有电压或电流信号。与光电导探测器比较,光伏探测器背景限探测率大40%,不需要外加偏置电场和负载电阻,不消耗功率,有高的阻抗。

  3、光反射-Schottky势垒探测器

  金属和半导体接触,形成Schottky势垒,红外光子透过Si层被PtSi吸收,使电子获得能量跃迁至费米能级,留下空穴越高势垒进入Si衬底,PtSi层的电子被收集,完成红外探测。

  4、量子阱探测器

  将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格,在其界面有能带突变,使得电子和空穴被限制在低势能阱内,从而能量量子化形成量子阱。利用量子阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。因入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用,光子利用率低;量子阱中基态电子浓度受掺杂限制,量子效率不高;响应光谱区窄;低温要求苛刻。

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