光电探测器

1.1科普知识

紫外线：紫外线是一种波长范围为136nm～ 390nm的不可见光线。按波长范围可分为A、B、C三波段和真空紫外线，①A波段320nm～400nm；②B波段275～320nm；③C波段200nm～275nm；④V波段---真空紫外线100～200nm。各种波长苑围的紫外线光的作用是不同的，有些是用来杀菌的、有些是用来清洗的、有些是用来光刻的、有些是用来固化的。

可见光：可见光的波长范围在390～770nm之间。波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。622-770nm（红色)；597～622nm（橙色）；577～597nm（黄色）；492～577nm（绿色）；455～492nm（蓝靛色）；390～455（紫色）。

红外线：又称为红外热辐射，是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质，红外线的发现是人兴对自然认识的一次飞跃，对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。红外线的波长在0.77～1000 um之间，按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外三类，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之问的区域。

近红外指波长为0.77～3.0微米、中红外指波长为30～20微米；远红外则指波长为20～1000微米。在光谱学中，波段的划分方法尚不统一，也有人将0.76～3.0微米、3.0～40微米和40～1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。

由于大气对红外辐射的吸收，只留下三个重要的“窗口”区，即1～3微米、3～5微米和8～13微米可让红外辐射通过，因而在军事应用上，又分别将这三个波段称为近红外、 中红外和远红外。8～13微米还称为热波段。

红外光谱波段：

近红外线|(Near Infra-red, NIR)|700～2,000nm|0.7～2 MICRON

中红外线|(Middle Infra-red, MIR)|3,000～5，000nm|3～5 MICRON

远红外线|(Far Infra-red, FIR)8,000～14,000nm|8～14 MICRON

红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。

1.1.1 光电探测器主要参数

1）响应率

响应率等于单位辐射功率入射到探测器上产生的信号输出，也称为积分灵敏度。响应率一般以电压形式表示。对以电流方式输出的探测器，如输出短路电流的光伏探测器，也可用电流形式表示。

因为测量响应率时是不管噪声大小的，可不注明只与噪声有关的电路带宽。响应率与探测器的响应速度有关，光子探测器的频率响应特性如同一个低通滤波器。在低频段响应较为平坦，超过转角频率后响应明显下降。一般均在低频下测量响应率，以消除调制频率的影响。

表面上看，只要探测率足够高，探测器输出有足够的信噪比，信号较弱是可以用电路放大的方法弥补的。实际上响应率过低，就必须提高前置放大器的放大倍率，高倍率的前置放大器会引入更多噪声，如选用探测率较低但响应率高的探测器，系统的探测性能可能更好一些。因此，对系统设计者来说，探测器的响应率和探测率是同样值得关注的。

2）响应时间

当一定功率的辐射突然照射到探测器上时，探测器输出信号要经过一定时间才能上升到与这一辐射功率相对应的稳定值。当辐射突然去除时，输出信号也要经过一定时间才能下降到辐照之前的值。这种上升或下降所需的时间叫探测器的响应时间，或时间常数。响应时问直接反映探测器的频率响应特性。

3）噪声电压

任何一个探测器，不管它是什么原理制成的，都有一定的噪声，也就是在它的输出端，总有存在一些毫无规则的、事先无法预测的电压起伏，即噪声电压。