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第二章 光电探测器概述

第二章 光电探测器概述. 2.1 光电探测器分类. 本专题学习要求 ： 1. 了解光电探测器的基本概念。 2. 了解光电探测器的基本分类。. 光电探测器的定义. 光电探测器是一种能够将光辐射量转换为电量（电流或电压）的器件，是光电系统的核心组成部分。. 光电探测器的发展史. 1873 年，英国的 Smith 和 May 在大西洋横断海底电信局所进行的实验中发现，当光照射到用作电阻的 se 棒后，其电阻值约改变 30 ％； 同年 Simens 将铂金绕在这种 se 棒上，制成了第一个光电池；

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第二章 光电探测器概述

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  1. 第二章 光电探测器概述

  2. 2.1 光电探测器分类 本专题学习要求： 1.了解光电探测器的基本概念。 2.了解光电探测器的基本分类。

  3. 光电探测器的定义 光电探测器是一种能够将光辐射量转换为电量（电流或电压）的器件，是光电系统的核心组成部分。

  4. 光电探测器的发展史 1873年，英国的Smith和May在大西洋横断海底电信局所进行的实验中发现，当光照射到用作电阻的se棒后，其电阻值约改变30％； 同年Simens将铂金绕在这种se棒上，制成了第一个光电池； 1888年，德国的Hallwachs在作Hertz的电磁波实验中，发现光照射到金属表面上会引起电子发射； 1909年，Richtmeyer发现，封入真空中的Na光电阴极所发射的电子总数与照射的光子数成正比，奠定了光电管的基础； 接着美国的Zworkyn研制出各种光电阴极材料，并制造出了光电倍增管，并于1933年发明了光电摄像管； 1950年，美国的Weimer等人研制出光导摄像管； 1970年，Boyle等人发明了CCD（电荷耦合器件）

  5. 光电探测器的分类 光电探测器工作的基础是光辐射对探测器产生的物理效应，一般来说，光电探测器的物理效应通常分为两大类： 1.光子效应 2.光热效应。

  6. 光子效应 光子效应，是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。 探测器吸收光子后，直接引起分子或原子的内部电子状态的改变，因此该类探测器能够对光波频率表现出选择性，并且直接与电子作用使得其响应速度较快。

  7. 分类：

  8. 外光电效应 外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。这种现象多发生于金属和金属氧化物。 典型器件：光电管、光电倍增管。

  9. 光电管

  10. 光电倍增管 dynode

  11. 内光电效应 内光电效应是光电效应的一种，主要由于光量子作用，引发物质电化学性质变化。 内光电效应又可分为： 1.光电导效应 2.光生伏特效应。

  12. PN结 PN结是内光电器件的基础，采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。

  13. PIN结

  14. 光电导效应 光电导效应指固体受光照而改变其电导率。 典型器件：光敏电阻。

  15. 光生伏特效应 光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。 典型器件：光电池、光电二极管，雪崩二极管。

  16. 光电池

  17. 光电二极管

  18. 雪崩二极管

  19. 光热效应 光热效应是指光热器件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把光能转变为晶格的热运动，引起探测元件的温度上升，从而使得其电学或者物理性质发生变化。

  20. 光热效应典型器件 液晶 热电偶

  21. 其他的一些分类 • 依材料分类： 直接带隙半导体材料还是间接带隙半导体材料。 依波段分类： 紫外光波段、可见光波段、红外波段、远红外波段等。 • 依内部增益分类: 光电探测器分为有内部增益和无内部增益两大类。

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