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          光電探測器的工作原理及參數選擇
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          光探測器是接收光功率的關鍵器件,光探測器的性能直接影響著光功率計的多通道自動采集光功率計的研制性能。本課題采用的就是PIN光電二極管。本章介紹了光電探測器的工作原理、噪聲特性,并給出了光電探測器探頭設計方案。

          光電探測器工作原理

          光電探測器是把光輻射能量轉換成立一種便于測量的物理量的器件。大多數光探測器都是把光輻射量轉換成電量來實現對光輻射的探測的。光電探測器是光功率計的核心器件,其性能直接影響甚至限制光功率計的性能。

          光子效應和光熱效應

          光探測器將光輻射量轉換為電量的過程是一個物理過程,了解光輻射對探測器產生的物理效應是了解光探測器工作的基礎。光電探測器的物理效應通常分為兩大類:光子效應和光熱效應,在每一大類中又分為若干細目。
          1.光子效應:所謂光子效應,是指單個光子的性質對產生的光電子起直接作用的一-類光電效應。探測器吸收光子后,直接引起原子或分子內部電子狀態的改變。光子能量的大小,直接影響內部電子狀態改變的大小。因為光子能量是h,所以光子效應就對光波頻率表現出選擇性。在光子直接與電子相互作用的情況下,其響應速度一般比較快。

          2.光熱效應:光熱效應與光子效應不同,探測元件吸收光輻射能量后,并不直接引起內部電子狀態的改變,而是把吸收的光能變為晶格的熱運動能量,引起探測器元件溫度上升,溫度上升的結果又使探測元件的電學性質或其它物理

          性質發生變化。所以,光熱效應與單光子能量的大小沒有直接關系。原則上,光熱效應對光波頻率沒有選擇性,只是在紅外波段上,材料吸收率高,光熱效應也就越強烈,所以廣泛用于對紅外輻射的探測。由于溫度升高是熱積累的作用,所以光熱效應的響應速度-般比較慢,而且容易受環境溫度變化的影響。

          光熱效應對入射波長無選擇性,能在很寬的波長范圍內對光波作均勻的響應,但其受環境等因素影響較大;而本課題需測量的光譜范圍較窄,因此適宜采用光子效應探測方式。

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