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光电探测器

光电探测器是一种利用光电效应将辐射能转换成电信号的器件，是光电系统的重要组成部分。光导型是根据光电导效应制成，即当光入射到半导体材料后，能改变其导电性能,且随着光强的增加，其导电性能增强。光电探测器的发展历史由来已久，早在一百八十多年前，人们就已经发明了热电偶。由于光电探测器件在和人民生活中有重要的应用，其发展非常迅速。光电探测器利用被照射材料由于辐射的关系电导率发生改变的物理特点，用途比较广泛，主要应用在军事及国名经济的各个领域上。

半导体光电探测器是利用半导体材料的光电效应来接收和探测光信号的器件，它通过吸收光子产生电子-空穴对，从而在外电路产生与入射光强度成正比的光电流以方便测量入射光。光电探测器技术要求为了提高传输效率并且无畸变地变换光电信号，光电探测器不仅要和被测信号、光学系统相匹配，而且要和后续的电子线路在特性和工作参数上相匹配，使每个相互连接的器件都处于的工作状态。半导体光电探测器又分为光导型和光伏型。光导型是根据光电导效应制成，即当光入射到半导体材料后，能改变其导电性能,且随着光强的增加，其导电性能增强。该类型的主要器件有光敏电阻。光伏型是根据光生伏应制成，即当光照射PN结时， 会使PN结两端产生电势差。该类型的主要器件为光敏二极管、光敦晶体管等。

红外感应开关是一种比较常 见的光电探测器，它通过感应身体发出的红外光，来实现对电路的开关。半导体对光子的吸收的吸收为本征吸收，本征吸收分为直接跃迁和间接跃迁。例如用于红外感应灯，当有人靠近时，开关就会打开，电路开通，灯就会点亮;当人离开时，开关就会关断，电路断路，灯就会熄灭，从而实现自动感应的功能。半导体光电探测器由于体积小，重量轻，响应速度快，灵敏度高，易于与其它半导体器件集成，是光源的探测器，可广泛用于光通信、信 号处理、传感系统和测量系统。例如，光电探测器是光纤通信接收端的核心器件，它接收光信号并转换将其为电信号。又例如，GaAs基量子阱红外探测器是一 种新型的红外探测器，可用在红外焦平面阵列成像技术中，这在防御以及重要新型系统中起着重要作用(如监视、跟踪、识别、制导等)，其成像质量优于传统的碲镉探测器。

光电探测器的分类

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光电探测器分为光电二极管、雪崩光电管、四象限探测器、位敏探测器、波长感应探测器。

1. 光电二极管（PIN）：应用于一般通用场合。针对特殊应用，可以增加探测器信号放大和探测器前置滤光片。

2. 雪崩光电管（APD）：主要用于微弱信号场合，同时具备快速响应能力，可以提供各种尺寸和封装类型。

3. 四象限探测器（Quadrant）：主要应用于位置传感。

4. 位敏探测器（PSD）：入射光能量转换为位置相对的连续电流输出，位置信号是相对于入射光的“光学中心”。

5. 波长敏感探测器（WS）：用于检测单色光波长或复合光的峰值波长，光谱分辨率可达0.01nm。

应用范围：安全防护，激光测距，工业控制，分析仪器，光通讯。

红外光电探测器

从本质上来说可以非常有效率的，与其可以防止周围可见光的干扰有极大地关系，它特点就在于可以进行无接触的探测，而且不损伤被测物体，这是很多消费者都希望的。目前的市面上来讲，它们由发送器、和检测电路三个部分组成开来。

首先要让红外光电探测器的发送器部分对准目标进行光束的发射，如果探测的前方具有检测物体，这时发出的红外信号就会返回，这样就感知到了物体的存在，接着输出信号。这个过程虽然不属于直接接收光信号的过程，但对光电探测器的综合性能有极大影响。这样看来，红外光电探测器的制作就很简单了，其实不然，它没有想象中的那么简单，生活中红外线无处不在，我们平时所用到的日光灯都会存在红外光，太阳光线中也会有很强的红外光，***也会发出红外光，对于红外光电探测器来说，这些都是干扰源，一旦红外光电探测器检测到的物体的红外线没有被接收到，这不就是误动作么，解决办法还是有的。

如果其他红外光照射到红外光电探测器上后，探测器的误动作就会发生，这个时候我们只要将红外光电探测器的红外光变成具有一定频率的红外光之后，那么我们在接受器上九只会接收到具有此种频率的红外光，误报的几率就会大大缩小，其他红外光被拒之门外，这样一来，抗干扰能力也就有了迅速的提高。直接带隙材料的吸收边比间接带隙材料陡峭很多，如图画出了几种常用半导体材料(如GaAs、InP、InAs、Si、Ge、GaP等材料)的入射光波长和光吸收系数、渗透深度的关系。