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光电探测器光电导类型

光电导类型包括使用本征半导体的本征光电导电池和使用杂质半导体的杂质光电导电池。本征光电导电池包括用于可见光区域的CdS电池，用于近红外区域的PbS和InSb电池以及用于中红外区域的HgCdTe电池。作为杂质光电导电池，在红外区域中广泛使用以Ge为基础并添加诸如Au，Hg，Cu，Zn和Be的杂质的电池。由于它们的电离电压为0.16至0.02 eV，因此必须进行冷却以避免热激发。b散粒噪声：当探测器接收入射光时，散粒噪声就产生于光子的产生-复合过程中。

光电探测器工作原理

光电探测器的基本工作机理包括三个过程：(1)光生载流子在光照下产生;(2)载流子扩散或漂移形成电流;(3)光电流在放大电路中放大并转换为电压信号。当探测器表面有光照射时，如果材料禁带宽度小于入射光光子的能量即Eglt;hv，则价带电子可以跃迁到导带形成光电流。现在广泛使用的光电探测器是利用光电效应工作的，光电效应分为两类：内光电效应和外光电效应。

当光在半导体中传输时，光波的能量随着传播会逐渐衰减，其原因是光子在半导体中产生了吸收。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。通过测试半导体的本征吸收光谱除了可以得到半导体的禁带宽度等信息外，还可以用来分辨直接带隙半导体和间接带隙半导体。本征吸收导致材料的吸收系数通常比较高，由于半导体的能带结构所以半导体具有连续的吸收谱。从吸收谱可以看出，当本征吸收开始时，半导体的吸收谱有一明显的吸收边。但是对于硅材料，由于其是间接带隙材料，与三五族材料相比跃迁几率较低，因而只有非常小的吸收系数，同时导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。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。2、热探测器热探测器的工作原理是光热效应，材料吸收光辐射后可以产生温差电效应、电阻率变化效应、自发极化强度的变化效应、气体体积和压强的变化效应等等，利用这些效应可制作各种热探测器。

光电探测器的发展现状

现在，光电探测器的发展主要集中在红外，已开始研制第三代红外探测器，并提出了第三代红外热像仪的概念，主要是双色或三色、高分辨率、制冷型热像仪和智能焦平面阵列探测器。因此红外探测技术较长远的发展趋势是开发出第三代。

由于红外光电探测器技术的不断完善，从光电探测器芯片上提升技术已相当困难。为进一步提，人们现在把注意力转到红外光电探测器的信号读出集成电路(ROIC)上。随着计算机技术和集成电路的发展，ROIC已有很大的进展，中规模的红外焦平面阵列和相应的读出电路在20世纪90年代已形成生产规模。光电探测器相关信息红外波段的光电导探测器PbS、Hg1-xCdxTe的常用响应波段在1～3微米、3～5微米、8～14微米三个大气透过窗口。

现在发达***正在研制用于大规模焦平面阵列(三代器件)、有多种功能的ROIC和智能化焦平面阵列。智能化焦平面阵列是片上处理系统，在光敏芯片上模仿动物的功能，对光-电转换后的信号作预处理，然后再输出数据。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。在暗电流方面，光电倍增管和光电二极管小，光电池不加偏置时无暗电流，加反向偏置后暗电流也比光电倍增管和光电二极管大。

光电探测器的选择要点

光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。如果测量波长是紫外波段，则选用光电倍增管或专门的紫外光电半导体器件;如果信号是可见光，则可选用光电倍增管、光敏电阻和Si光电器件;如果是红外信号，则选用光敏电阻，近红外选用Si光电器件或光电倍增管。根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器。

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