光電子探測器概述

1、第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,1.光電子探測器的定義與分類,Optoelectronic Detectors利用光與物質相互作用所呈現(xiàn)的物理效應的規(guī)律,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,分類,光熱探測器光子探測器 外光電效應探測器 內(nèi)光電效應探測器 光電導探測器 光生伏特探測器

2、 光生電荷探測器 光磁電探測器,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,光電子探測器,光子探測器,光熱探測器,電子發(fā)射器件,內(nèi)光電效應器件,光電管光電倍增管真空攝像管變像管像增強管,光敏電阻光電池光電二極管光電三極管電荷耦合器件CCD,熱電偶/熱電堆熱輻射計/熱敏電阻熱釋電探測器,,,,,,,,,,,,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概

3、述,按探測器的結構分,單元（色）探測器多元（色）探測器 線陣探測器 面陣探測器,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,光電探測系統(tǒng)分類,主動系統(tǒng)/被動系統(tǒng) （按信息源分） 紅外系統(tǒng)/可見光系統(tǒng)(按光源波長分)紅外系統(tǒng)多用于軍事,有大氣窗口,需要特種探測器可見光系統(tǒng)多用于民用點探測/面探測系統(tǒng)(按接受系統(tǒng)分)用單元探測器接受目標的總輻射功率用面接受元件測量目標的光強分布

4、模擬系統(tǒng)/數(shù)字系統(tǒng)(按調制和信號處理方式分)直接檢測/相干檢測系統(tǒng)(按光波對信號的攜帶方式分),第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,光電探測系統(tǒng)組成圖,光學變換,電路處理,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,光電探測系統(tǒng),光學變換時域變換：調制振幅、頻率、相位、脈寬空域變換：光學掃描光學參量調制：光強、波長、相位、偏振形成能被光電探測器接收，便于后續(xù)電學處理的光學信息。光電變換光電/熱

5、電器件（傳感器）、變換電路、前置放大將信息變?yōu)槟軌蝌寗与娐诽幚硐到y(tǒng)的電信息（電信號的放大和處理）。電路處理放大、濾波、調制、解調、A/D、D/A、微機與接口、控制。,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,直接探測/相干探測,直接探測:無論是相干或非相干光源，都是利用光源發(fā)射的光強攜帶信息。光電探測器直接把接受到的光強的變化轉換為電信號的變化，然后，用解調電路檢出所攜帶的信息。相干探測:利用光波的振幅、頻率

6、、相位攜帶信息，而不是光強。因為用光波的相干原理，只能用相干光。類似于無線電外差探測，故又稱光外差探測。,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,直接探測,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,外差（相干）探測,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,2. 光電子探測器的性能參數(shù),量子效率響應度噪聲特性（NEP（Noise Equivalent Power））探測度響應時間,

7、第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,1） 量子效率,Quantum efficiency每個入射光子所釋放的平均電子數(shù),一般探測器,雪崩光電二極管、光電倍增管,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,2）響應度,１．響應度（或稱靈敏度）：是光電探測器輸出信號與輸入光功率之間關系的度量。描述的是光電探測器件的光電轉換效率。響應度是隨入射光波長變化而變化的響應度分電壓響應度和電流響應度,第2章

8、 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,電壓響應度 光電探測器件輸出電壓與入射光功率之比電流響應度 光電探測器件輸出電流與入射光功率之比,第2章 光接收器件,第2節(jié) 光電子探測器概述,3） 探測度與歸一化探測度,探測度D定義為噪聲等效功率的倒數(shù)經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)NEP與檢測元件的面積Ad和放大器帶寬Δf 乘積的平方根成正比歸一化探測率D*，即D*與探測器的敏感面積、放大器的帶寬無關