CdZnTe核探测器性能测试研究
作者姓名：孙浩学号：201306020207指导教师：周建斌
摘要
本文主要研究基于平面CZT晶体开发的DT-01B系列探测器的能谱响应性能。通过改变多道能谱仪的参数偏置电压，脉冲成型时间等。以及对不同放射源的不同能谱响应情况做对比，来分析对CZT探测器性能造成影响的因素。本文还讲述了CZT晶体的基本性质以及发展历史；介绍了CZT平面探测器的制备流程；CZT 探测器的优缺点；以及CZT核辐射探测器的种类，国内外的研究现状，工作原理等。
关键词：核辐射探测器；CdZnTe晶体；CZT核探测器；半导体探测器；Abstract：This paper mainly studies the energy spectrum response of DT-01B series detectors based on planar CZT crystal development. By changing the parameters of the multi-channel spectrometer bias voltage, pulse molding time. As well as the different radioactive sources of different energy spectrum response to do the comparison, to analyze the CZT detector performance impact factors. This paper also introduces the basic properties and development history of CZT crystal. The preparation process of CZT planar detector, the advantages and disadvantages of CZT detector, the types of CZT nuclear radiation detectors, the research status at home and abroad, and the working principle are introduced.
Key words: nuclear radiation detector; CdZnTe crystal; CZTnuclear detector;Semiconductor detectors；
目录
CdZnTe核探测器性能测试研究 (1)
第一章前言 (3)
1.1引言 (3)
1.2核辐射探测器的发展 (3)
1.3 CdZnTe晶体材料 (5)
1.4 CZT探测器结构 (6)
1.4.1 MSM探测器 (7)
1.4.2共面栅探测器 (7)
1.4.3像素阵列探测器 (7)
1.5 CdZnTe平面探测器的制备工艺 (8)
1.5.1晶片表面处理 (8)
1.5.2电极制备 (9)
1.5.3钝化 (9)
1.5.4快速退火 (9)
1.6 CZT探测器的优缺点 (9)
1.6.1 CZT探测器的优点 (9)
1.6.2 CZT探测器的缺点 (10)
1.7 CZT探测器的研究现状 (10)
1.7.1 概述 (10)
1.7.2 国内外研究现状 (11)
1.7.3 CdZnTe探测器的发展及应用趋势 (12)
第二章实验原理 (14)
2.1 CdZnTe探测器的工作原理 (14)
2.1.1 γ射线与物质的相互作用........................................................ 错误！未定义书签。
2.2 CdZnTe 探测器中的噪声来源 (15)
2.3本课题的研究意义与内容 (17)
第三章CZT探测器的性能测试研究 (18)
3.1引言 (18)
3.2系统结构与工作流程 (18)
3.3 实验所用CZT探头 (19)
3.4不同偏置电压下CZT探测器的能量分辨率 (20)
3.5不同的脉冲成型时间对CZT探测器能谱响应的影响 (23)
结论 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
第一章前言
1.1引言
碲锌镉(CdZnTe，简称 CZT)以其高的原子序数、宽的禁带和高密度(有效原子序数 50、密度 5.81 g/cm 3 ，Eg1.6 ev)的特点，成为了国际上备受关注的半导体探测器材料，CdZnTe探测器能够在室温条件工作且拥有较高的探测效率，能量探测范围为 10 keV～6 MeV，没有极化现象。具有体积小，重量轻，携带方便等优点，而且使用起来很方便。CZT 半导体探测器与传统的NaI闪烁体探测器相比,具有更好的能量分辨率。用CdZnTe晶体制造的核辐射探测器省去了对设备制冷的繁琐步骤。而且,CdZnTe核探测器可以比较容易的加工成像素阵列探测器,然后与脉冲信号放大电路，信号数据处理软件结合,可以做成紧凑型的具有效率高、分辨率高特性的射线成像装置。可广泛用于 X 射线荧光分析、核废料监控、机场与港口安全检测、工业探伤、医学诊断、天体物理研究等方面,具有十分广阔的应用前景。还可以应用物质成分分析、液体高度监测、镀层厚度测量等检测设备中。目前，美国、以色列、俄罗斯、法国、中国等都投入了大量的科研人员开展对CdZnTe材料和CdZnTe探测器的研究工作。但是就目前而言CdZnTe晶体的质量还有待提高，而且探测器的制备工艺还不是特别成熟等因素，使得目前的探测器性能不能再提升或者提升的范围不大。还有一些其它因素诸如其它器件的制备工艺等等都使得CdZnTe探测器还没得到更加广泛的应用。
1.2核辐射探测器的发展
核辐射探测器主要分为气体探测器、闪烁体探测器、半导体探测器、辐射成像探测器、AlSb（锑化铝）和超导体核辐射探测器几种。
气体探测器是在19世纪末20世纪初最早被使用的一种探测器，最早使用的是空气电离室，在早期的核科学与技术、核物理研究中起到了十分重要的作用。到20世纪60年代末期出现了许多的气体核辐射探测器，比如盖革计数管。虽然目前气体探测器在很多领域内被半导体探测器所替代。但是它具有结构简单、使
用方便、可制作成各种较大型的电离室的特点，仍然在工业领域中得到了广泛的应用。到了20世纪80年代，由于Xe气体纯化技术得到了较大的提高，促进了Xe闪烁正比计数管的发展，构成了新型的Χ射线Xe气体闪烁正比计数管。与一般的正比计数管相比，GSPC（气体闪烁正比计数管）能量分辨率高，而且探测器的一致性较好。但是其探测效率一般小于60%，一般被用于探测能量较低的地方。
闪烁体探测器出现于20世纪40年代，在50年代初实现商品化。让γ射线能谱测量成为一般实验室内均能做到的常规实验。后又随着核物理、粒子物理的研究发展，又出现了诸如无机闪烁体探测器（NaI）、有机闪烁体探测器（多属于苯环结构的芳香族碳氢化合物）等。20世纪70年代中期,又开发出了可以用于高能γ射线探测的、适用于空间有限、而且对γ阻止本领大的BGO（鍺酸铋Bi4Ge3O12）无机闪烁体。因为闪烁体探测器具有探测效率高、分辨时间短、使用方便、适用性广等特点，闪烁体探测器在很多领域都得到了广泛的应用。
半导体探测器的雏形是美国贝尔电话实验室的麦凯（Mckey）在1949年首先提出来的。在1951年他用Ge晶体的P-N结型二极管记录了α粒子。于是很快半导体探测器引起了全世界的重视。1956年金刚石被第一个用于制作核辐射探测器，最开始是用作α粒子辐射探测器，但是由于它的原子序数低，能量分辨率低，且金刚石不容易获得。所以在1958年戴维斯（Davis）等人利用反向偏压的Ge、Si扩散结和面垒型P-N结构成的半导体辐射探测器后，它就被淘汰了。1960年，弗洛尔达(Foielda)等人用Si P-N结测量α粒子能谱，对比同时期的其它探测器，性能都要好很多。于是美国与加拿大便生产了Si半导体探测器，并商品化。在同一年，迈耶（Mayer）等人利用锂离子漂移技术成功地研制成了Si(Li)探测器。1962年，半导体探测器就已经被用于测量电子、质子、α粒子，能量分辨率也得到了很大的提升。1962年，韦克菲尔德（Wakefield）与弗雷克（Freek）应用佩尔（Pell）锂离子漂移原理成功地制成了第一个Ge(Li)（锗锂漂移）γ射线探测器。Si(Li)和Ge(Li)探测器的研发和应用相较于50年代的闪烁体探测器有了本质上的提升，使谱线变得更加清晰。从1966开始，世界上便开始了化合物半导体核辐射探测器的研究制作。但是由于半导体材料的原因，半导体探测器的发展一直没有较大的提升。直到20世纪90年代，随着科学技术的发展和国防
对红外探测器的重视，CdZnTe化合物半导体核辐射探测器出现，CdZnTe探测器可在室温下工作，且探测效率高，能量分辨率好，具有广阔的应用领域。
辐射成像探测器主要医学、工业、航空航天、钢铁机械制造、电子工业等领域，随着各行业对成像要求，辐射成像探测器的研究一直都处于发展状态，但目前在很多领域内还是比较成熟的。不过提升空间还是比较大。
AlSb（锑化铝）和超导体核辐射探测器，随着科学技术的发展，这两种材料很可能成为下一代的核辐射探测器。目前仍处于发展研究阶段。但自上世纪80年年代起，就有研究人员一直在对这两种材料进行研究，希望在不久的将来能够看到这两种探测器的出现。
1.3 CdZnTe晶体材料
碲锌镉（CdZnTe）是Ⅱ-Ⅵ族的固溶化合物，是一种有闪锌矿结构的重要半导体材料。空间群为F43M。常温下为深灰色，熔点大于1100℃，电阻率为1010-11Ωcm，密度约为6g/cm3。具有直接带隙结构，在Cd1-yZnyTe晶体中，一般Zn是以替代CdTe晶体中的Cd原子而存在的，所以不会改变CdTe晶体的原本结构。
X、γ射线光子可以被CdZnTe在室温环境下直接转换为电子。CdZnTe还能处理2百万光子/秒/mm2，具有很高的计数率与优秀的光谱性能。它具有如下的重要特性：
禁带宽度高（1.4ev-2.26ev）；原子序数大（大约为50），光子与原子的相互作用很强；CdZnTe晶体制成的探测器本征探测效率较高，体积小，能在室温下工作，且对X、γ射线的能量分辨率比较好，没有极化现象，能量探测范围也比较大（10K-6M）eV，很适合用于探测能量较高的场合。
原子序数较高所以对高能射线的探测效率比较高；又因为其完整性和纯度很高，所以对电荷的收集也比较好；而禁带宽度大，电阻率高，所以CdZnTe核辐射探测器的漏电流很小；少数载流子的迁移率与寿命的乘积（μτ）比较大，可以去除陷获效应，使探测器的能量分辨率很好。而且CdZnTe半导体探测器容易
加工成体积小、高分辨率、高效的X、γ射线成像装置，已被广泛应用于核技术、核医学、工业制造、探伤、安检及其它科学研究等领域。
CdZnTe晶体通常采用高压布瑞吉曼生长技术(HighPressureBridgmanTechnique) 制备 CdTe 晶体通常采用移动加热方法(Traveling HeaterMethods) 制备。由于CdTe晶体和CdZnTe 晶体的生产工艺不同，而且具有较好的一致性和可重复性，价格也比较低，所以CdZnTe 晶体更适合大量生产商品化。而CdZnTe 晶体中由于Zn离子的掺入，使得禁带宽度变宽,电阻率提高,室温下得暗电流变得很小,因此CdZnTe晶体的电子输运性能要比CdTe 晶体更好。
CdTe 晶体与CdZnTe晶体的性能和基本性质比较接近，一般可从实际情况综合考虑来进行选择。比如实际需要的晶体数量、单晶的大小、一致性、制备成本等。表1.1是CdZnTe 和 CdTe 晶体的基本性能。
表1.1CdZnTe和CdTe晶体的基本性质
1.4 CZT探测器结构
CZT探测器通常有平面型、共平面栅型、电容弗里希栅(Frishgird)型、俘获电极型、半球型及像素阵列型等结构类型。常见的CZT探测器器件类型如图1.2所示。
图1.2 常见的CZT器件类型
1.4.1 MSM探测器
MSM探测器是最简单的CdZnTe平面探测器，现在一般都是采用铟、金、铂等金属来当做CdZnTe探测器的金属层。且现在已经研制出了具有很好的稳定性的探测器，目前一般是与脉冲整形电路结合用作光探测器。但是技术还不是很成熟。
1.4.2共面栅探测器
在不同结构的CdZnTe探测器中，共面栅探测器（Coplanar-Grid）是不同结构的CdZnTe探测器中单极性最好的，所以能够更加容易的且更好的分辨能谱。但是由于载流子俘获和权重势分布的不均性等原因，共面栅探测器（Coplanar-Grid）的能量分辨率会变得较差。而且目前共面栅探测器（Coplanar-Grid）仍然只处于能谱探测的应用，受到了极大的限制。
1.4.3像素阵列探测器
CdZnTe像素阵列探测器具有单极性电荷收集的特性，常用于成像系统，其基本结构如图 1.2(c)所示。合理的选择像素电极尺寸，可以使探测器具有感应电荷信号的单极性特性，当载流子被对应位置的像素电极收集时，则像素电极的感应信号达到最大，最后将这些信号全部整合到一起，便能够得到图像。CZT 探测器还有俘获电极型、电容弗里希栅(Frishgrid)型、半球形结构等。
1.5 CdZnTe平面探测器的制备工艺
图1.3CZT平面探测器制备流程
1.5.1晶片表面处理
采用改进的垂直布里奇曼法生长的CdZnTe晶锭定向切割成相应规格的晶片，然后进行倒角、研磨、抛光、腐蚀等表面处理。研磨采用W5的金刚石研磨膏在研磨盘上进行，其目的是除去切片时表面所造成的损伤，获得平整、光洁的表面，并达到所要求的厚度。
为了进一步提高表面质量，需要对晶片进行抛光。首先采用氧化镁粉悬浊液作为抛光剂在金丝绒抛光布上进行机械抛光，然后用过滤后的氧化镁粉悬浊液的上层清液进行细磨，直至在100倍光学显微镜下观察不到划痕，表明晶片表面达到要求。
机械抛光后的表面仍残存有十几个微米的损伤层，需采用5 vol％的溴甲醇溶液对晶片进行进一步的化学抛光。该方法可以有效地去除由机械抛光引入的表面损伤层。其具体的化学反应如下：
2Br2+CdZnTe=CdBr2+ZnBr2+Te (1)
2Br2+Te=TeBr4(2)
形成的CdBr2和TeBr4被甲醇溶液溶解带走，从而实现表面损伤层的去除。化学抛光结束后，需在甲醇中淬灭以除去残留在晶片表面的溴，再用去离子水清洗干净，最后用氮气（N2）吹干。
由于TeBr4的形成能大于CdBr2，因而经Br．MeOH腐蚀的CdZnTe表面通常会形成无定形的富Te层。表面富Te层是一层高导电区，会增大表面漏电流。可以进一步采用化学机械抛光将表面富Te层减少或去除。
1.5.2电极制备
为防止表面被玷污，在晶片处理完毕后要立即在其上制备接触电极。电极接触是影响半导体器件电学性能的关键因素。根据电极的不同可以制成对称电极(MSM)的匀质体电导型探测器和电极不对称的共平栅结构(GPG)。
1.5.3钝化
裸露在空气中的晶片表面易于沾带电微尘与水汽，从而增大表面漏电流。表面漏电流是引起CdZnTe探测器电子噪声的主要原因之一，因而有必要对晶片进行表面钝化处理。采用氟化氨／双氧水溶液对晶片表面进行处理，在CdZnTe晶片的表面上形成高电阻的TeO2、CdTeO3氧化层，从而减小表面漏电流。
1.5.4快速退火
将制备的探测器放置于AG610型气氛可控快速退火炉中，在N2气氛中进行退火。快速退火的目的是促进金属电极和CdZnTe材料间的扩散，特别是改善Au ／CdZnTe之间的接触性能，同时去除金属电极和CdZnTe材料间的应力，使金属电极与CdZnTe的接触牢固。
1.6CZT探测器的优缺点
1.6.1 CZT探测器的优点
（1）不需要冷却装置，可以直接在室温条件下使用，大大的简化了系统，降低了制造成本；（2）探测器的体积能够做到比较小，使探测器拥有良好的空间分辨率；（3）较高原子序数与高密度使CdZnTe探测器具有较高的探测效率；（4）CZT探测器的能量分辨率相较于其他的探测器基本都要好一些，所以一般用于测量能量比较发散的场合（可以区别选择不同能量的光子）；（5）CdZnTe探测器的高电阻率让它们可以在大体积应用和低光子能量发散系统得到应用；（6）CZT探
测器由于禁带宽度（1.6ev）较大和电阻率（1011Ω·cm）较高，且具有较低的漏电流，让它可以集成到功率小、体积小的电路或集成电路型电子设备中。
1.6.2 CZT探测器的缺点
（1）空穴的迁移率寿命积（μτ）比较小和电荷收集较差，使得体积大的和厚度较厚的探测器应用空间很小；（2）CdZnTe晶体生长还在研究中，要得到十分理想的CdZnTe晶体还是比较困难的，所以高质量探测器的制备比较困难，而且成本也比较高；（3）CdZnTe探测器的制备工艺还不是特别成熟，电极的制备和器件的钝化都还处于不断尝试研究的阶段，要得到高质量的，探测效率高，能量分辨率很好的CdZnTe探测器仍然比较困难；（4）在某些领域中，对探测器的要求比较高，但由于CdZnTe探测器本身的性质不能达到要求，所以限制了探测器在该领域的更深层次的应用。
1.7CZT探测器的研究现状
1.7.1概述
半导体探测器的研究开始于20世纪50年代年，而CZT是在1989年后出现的。Zn的原子序数为30，光子的吸收效率正比于原子序数Z，所以有10％的Zn 掺入，使得CZT的γ射线探测效率略低于CdTe。但是Zn的掺入使CZT有了较大的禁带宽度、较高的电阻率、较低的噪声，因而具有了更优越的特性，如更高的辐射强度、更优的温度特性，且不像CdTe那样易于极化。由于CdTe晶体的电阻率较低，制成的探测器漏电流较大，能量分辨率较低，于是人们就在CdTe中掺入Zn，使其禁带宽度增加，所以CdZnTe发展成了的一种新材料。通常认为CZT 探测器是单极型器件。Zn的掺入，不仅提高了电阻率，还减小了室温下的暗电
流，由于μ
e 》μ
h
，可以忽略空穴的贡献。Zn的掺入同时还能提高费密能级在禁
带中的位置，使有效电子陷阱能级减少，因此具有比CdTe晶体更好的电子输运性能，提高了电子收集效率。同时这两种晶体都存在载流子收集不完全而导致的空穴尾迹，成为探测器能谱性能受限制的主要原因。但最近的研究发现，当CZT
被分割成小的阵列，其中每一个单元的大小要比探测器的厚度小，并且使用正电压偏置时，峰位效应会大大地改善，即阵列探测器。
1.7.2国内外研究现状
CdZnTe γ射线探测器现已被广泛应用于工业测量与控制、医学成像与诊断、核材料非破坏分析等领域。随着核技术的不断发展，研制常温条件下高分辨率和高效率的γ探测器具有重要意义。美国研制的CdZnTe探测器已初步开始投入使用。但由于很难获得大块完整高阻的单晶体，因此大多数CdZnTe探测器都在-30℃左右工作，还未达到室温水平。四川大学用改进的布里奇曼法，生长出了Zn含量在10％～20％范围的大块高阻CdZnTe单晶体，并研制成室温CdZnTe核辐射探测器，在室温下获得了241A m ，59．5 kdv的能量吸收谱。美国布鲁克海文国家实验室(BNL)最近在CdZnTe晶体探测技术方面取得了突破性进展，有可能大大改进远距离探测核辐射物质的技术。该实验室的科学家最近使用国家同步加速光源测试发现，以往未被注意到的CdZnTe晶体内的“死区”，造成晶体结构内大量碲沉积，大大降低γ射线分辨率。以CdZnTe为基质的探测器目前已推向市场，但仅限于小型便携式探测装置。BNL的科学家发现，通过发现和去除“死区”能够提高分辨率，从而制作出更大型、更精确的CdZnTe基质核辐射物质探测器。
CdZnTe材料的研究最早开始于1991年，并且由于其高分辨率潜质以及可以在室温下操作(工业标准锗晶体需要冷却到极低温操作)的显著特性，曾引起过业界的轰动。自那以后，CdZnTe基质探测器几乎没有什么突破性的进展。只能做成小型，效率大大降低。2000年，生长工艺的一项新进展使得更大型CdZnTe晶体的生产成为可能，但是由于其晶体内的杂质存在，其分辨率仍然不好。现在，BNL的发现能进一步改善CdZnTe晶体，使得有可能制作更大型CdZnTe探测器。虽然CdZnTe探测器的分辨率尚不能与锗探测器相比，但却大大高于碘化钠探测器。BNL下一步计划修改CdZnTe晶体生长工艺，以降低最终产品中的碲沉积。根据最近对高低两种碲沉积CdZnTe晶体样品的测量，BNL坚信一定能生产出高性能的探测器，并称“这个发现是一重大突破”。
1.7.3 CdZnTe探测器的发展及应用趋势
目前，CdZnTe探测器的两个重要发展方向是：多块大体积并行探测器和面元阵列探测器。前者由多块体积大予1 cm3的CdZnTe晶体阵列组成，例如2X2阵列，每块晶体采用独立电极(例如共面栅格电极)和前放电路，输出信号经成形放大器通过多路混合器进入多道分析器分析。这类探测器解决了单个探测器体积小，总探测效率低的缺点，大大缩短了测量时间，尤其适用于便携式谱仪系统，可应用于环境、港口、铁路货物等的放射性监测。后者是由CdZnTe晶体面元阵列组成，主要应用于核医学、天体物理等领域的能谱成像。微电子光蚀刻技术实现了CdZnTe晶体的分段电极设计，在晶体上可以生成面元阵列，这些面元的电极再通过铟低阻焊接连接到读出芯片，晶体体积和面元像素的大小根据对空间和能量分辨率以及测量能谱范围等具体探测要求而定。例如，核医学成像中更关心空间分辨率，每个面元像素的尺寸约55μm，而天体物理中要求较高的空间和能量分辨率时则要综合考虑。例如，硬X射线天文望远镜lnFOC
μS采用了4个体积为26．9 mm×26．9 mm×2 mm的CdZnTe探测器，每个探测器晶体被分割成64×64个330μm2的面元像素，探测器空间成像分辨率达到1’，能量分辨率达到2.3 kev(对于22．1 kev)，采用这种小像素面元电极的大体积CdZnTe晶体阵列探测器，得到了非常好的能量分辨率。值得注意的是，这类探测器中存在“近场效应”，感应电荷信号不仅跟载流子的输运距离有关，同时也受载流子与电极距离的影响。当像素面元尺寸大小适合时，整个晶体的暗电流和电容被分配在多个电极上从而大幅度降低噪声，天文调焦望远镜CEA／Saclay就是基于这种“近场效应”制造的。另外，采用较厚的CdZnTe晶体阵列(至少6 mm)和小尺寸像素面元电极设计能同时得到好的能谱特性和高空间分辨率，这也是CdZnTe半导体探测器值得注意的发展方向。
在科学研究方面，CdZnTe探测器在高能物理学方面有很大的应用前景，例如它可用于高能粒子的加速系统。化合物半导体探测器具有很大的竞争力，可以预料在粒子物理方面的应用会得到很大发展。此外，CdZnTe探测器在天文物理研究方面也具有广阔的应用前景。CdZnTe探测器的发展和使用，使获取高性能光子的高效探测器成为可能，随着高品质CdZnTe半导体晶体制备技术的不断提
高，对载流子收集过程进一步深入理解和低噪声微电子学的迅速发展，CdZnTe 探测器必将在更广泛的领域获得到应用。
第二章实验原理
2.1CdZnTe探测器的工作原理
CdZnTe探测器的表面是由金、铟、铂等金属制成的很薄的一层电极，这些电极会由于高偏压的作用而在探测器的内部产生电场。而当X、γ射线等具有电离能力的射线与CdZnTe晶体相互作用时，会在晶体的内部产生电子空穴对(Electron - hole pairs)，并且其数量和入射的光子能量成正比。带负电的电子和带正电的空穴在电场的作用下朝不同的电极运动，最终被收集起来，形成的电荷脉冲信号经过前置放大器变成电压脉冲。然后通过前置放大器被转换为高斯脉冲。最后这些脉冲信号通过多道能谱仪被转换为电子信号，然后通过数据线连接到主机显示打印谱线图。如图2.1所示：
图2.1能谱仪系统示意图
当辐射光子进入CdZnTe晶体后，与原子相互作用发生光电效应、康普顿散射、电子对效应，产生电子-空穴对(Electron - hole pairs)，然后在电场中电子-空穴对将被分开，朝向不同的电极移动被收集，从而形成电脉冲信号输出，收集到电脉冲信号的大小就对应于产生的电子-空穴对的多少，而产生电子-空穴对的多少是由入射辐射光子的能量所决定的。所以探测器输出的信号也就对应于入射辐射光子的能量。器件的基本工作原理如图2.2所示。
图2.2CZT探测器基本工作原理图
2.2CdZnTe 探测器中的噪声来源
平面型CZT探测器就是在CZT晶体两个相对的平行平面上制备2个金属电极，电极覆盖整个平面，形成固体电离室，入射粒子在晶体内耗损能量，激发产生电荷使晶体具有电导性。由于CZT属于半绝缘体，因此制成的探测器为无结的匀质电导型器件。借用反向偏置的二极管中噪声分析的理论，该探测器中存在着3种噪声源。并联电阻 RP 的热噪声，串联电阻 RS的热噪声，以及探测器漏电流
I的散粒噪声。RP 是耗尽层或补偿层的电阻，RS 是探测器非灵敏区的材料体电阻与引线电阻之和。通常RP 比前置放大器或探测器的偏置电阻大很多，因此其热噪声可以忽略，串联电阻 RS 虽然比RP 的影响大，但是对于性能优良的探测器来说“死区”很薄也可以忽略。
匀质型半导体探测器的漏电流主要由两部分组成。一种是高电场区周围产生的漏电流，如半导体表面吸附原子后形成的表面电荷会引起漏电流，这种电流产生显著的低频噪声。另一种是灵敏区内因热激发产生的电子－空穴对所造成的反向电流。我们采用表面保护，使第一种漏电流大大降低，这样探测器的主要噪声源就是灵敏区内的漏电流。我们测得不同温度下探测器的漏电流与反向偏压的关系见图 2.3，可见在没有冷却的条件下，探测器的漏电流也能达到nA 量级。
CZT探测系统的输入量是能量，所以系统噪声可表示为等效噪声能量。
ENE ＝（QV n ／eV OM ） ×W （1）
图2.3 不同温度下探测器的漏电流与反向偏压的关系
式中：Q 为输入信号的电荷量，与入射粒子的能量E 成正比；W 为平均电
离能；V n 输出电压噪声均方根值；V OM 为输出电压信号幅度。ENE 与FWHM 系统的
关系见图2.4。
图2.4高斯形噪声能谱的线宽FWHM 系统
由于能量色散型探测器最终的目标就是能在最小的程度上区分出相邻的能量差，因此在核辐射探测时通常用能量分辨（FWHM ）来表征探测器的性能。
ＣＺＴ探测器的能量分辨可用下式表示：
FWHM ＝（Δ２
本征 ＋Δ２系统 ＋Δ２不完全收集 ）１／２（２）
Δ 本征 ＝2.355（FEW ）１／２ ，其中F 为法诺因子通常取0.14，E 为入射光子
能量，W 为平均电离能，对于ＣＺＴ取W ＝5.0e Ｖ。ＣＺＴ探测器对常用放射源的Δ本征和Δ２本征见表2.5
表2.5 CZT 探测器对常用放射源的本征分辨
Δ系统是探测器、电子学系统的噪声，它与探测器的反向漏电流、静电容（包括探测器的电容、前放的反馈电容、前放的反馈电阻、FET的温度、主放的成形时间等因素）有关。工艺中应尽可能降低探测器的漏电流和减少探测器的电容，在使用中可通过降低工作温度来降低探测器的漏电流和FET的噪声，通过选择主放的成形时间来提高电子学系统的信噪比。这里的Δ
系统
就是图2.4中的FWHM系统，在实验中可以用精密脉冲发生器代替放射源作为输入信号测得的总能量分
辨率FWHM来估算FWHM
系统。Δ２
不完全收集
与CdZnTe单晶材料有密切的关系，主要
是由材料中的载流子的漂移特性μτ（e）和μτ(h)来决定的。[3]
2.3本课题的研究意义与内容
本课题的主要研究目的是研究基于平面CZT晶体开发的DT-01B系列探测器的能谱响应性能。主要体现在的探测器的能量分辨率好坏。具体的研究内容如下：(1)通过改变前置放大器的偏置电压，找到CZT探测器能量分辨率最好的偏置电压；（2）改变多道能谱仪的脉冲成型时间，使探测器的能量分辨率达到最好；（3）通过对137Cs源和241Am源的测量，对比探测器对不同放射源的能谱响应性能；（4）分析测量结果。
第三章CZT探测器的性能测试研究
3.1引言
虽然CZT核探测器在越来越多的领域中得到应用，且射线的能谱测量是目前核物理研究与放射性同位素研究的一种重要手段，也越来越被人们重视。但是CZT核探测器仍然处于研究发展阶段。在许多领域中还不能得到十分广泛和深层次的应用。所以需要对目前的探测器进行性能测试，发现问题，并试着找出原因和提出一定可行的解决方案。让核辐射探测器的发展能够早日得到一定的成果。
3.2系统结构与工作流程
图3.1所示为多道能谱采集系统的结构框图。CZT晶体与光电倍增管、前置放大器合在一起就是探头。而脉冲信号放大电路一般是独立出来做一个。但也有将脉冲信号放大电路、探头高压电源以及四路电源放到一个机箱(主放)中的情况。FPGA会根据甄别电路、过零、过峰检测电路来判断信号，然后控制两级恒流源放电电路的启动和停止，并对放电电路启动和停止的时间进行计数，得到的计数结果就为能谱的道址。得到的道址数据储存在内部的存储器中，系统可存储2048个16位的道地址。然后用USB接口将系统中的数据传输到电脑中，最后通过电脑上的软件对数据进行处理并绘出谱线图。
图3.1多道能谱仪系统结构图
3.3实验所用CZT探头
DT-01B是集CZT共平面栅探测器和电荷灵敏前置放大器于一体的新型核辐射探测部件，经lemo线直接输出指数脉冲信号，该探头可在室温条件下工作，具有高能量分辨率、高灵敏度，以及体积小、重量轻等特点。主要用于低能X 和γ射线的能谱测量。DT-01B系列探测器是基于共平面栅碲锌镉晶体开发的小外形尺寸能谱级探头。高灵敏度的碲锌镉探测器结合低噪声的电荷灵敏放大器可以使DT-01B探头在室温下实现对高能γ射线的能量分辨，其能量分辨率堪比高纯锗探测器。它可广泛应用于国土安全、反恐、核科学技术、能谱检测、工业探伤、食品安全检测、环境监测、医疗诊断等方面。DT-01B 的小外壳尺寸Φ40mm，再配合lemo订制线缆，可以直接插在NIM机箱上使用，具有使用方便、轻巧便携、线性度高、高能量分辨率等特点。表3.2.1与3.2.2是其基本参数。
表3.2.1技术参数
工作原理：
DT-01B 由晶体探测器、电荷灵敏前放电路组成。γ射线与CZT晶体相互作用时，会发生光电效应、康普顿散射以及电子对效应，会产生大量的电子-空穴对，然后在外加偏压所形成的电场作用下，电子-空穴对会向两极漂移，最后低噪声的电荷灵敏前放电路将相应的电荷收集并生成指数衰减型的脉冲信号。
3.4不同偏置电压下CZT探测器的能量分辨率
工作参数：
图3.4137Cs的原始脉冲
有线被动红外探测型号有线被动红外探测器参数介绍 有线被动红外探测型号有哪些？这是一款特殊的四鉴（红外+红外+微波+专用集成电路）合成的室外入侵探测器。依靠其先进的高位数字信号处理技术来处理3个感应器的信号，具有超强的稳定性。能在2种敏感等级上有3种不同的检测模式，为给现场环境选择最好的检测方法，并在最佳的检测能力和最低的误报率之间的得到最佳的比率。探测器还有微波单独检测的B模式，以避免涂料喷洒在镜头上带来损害。其独特的防水设计非常适合户外安装。以下是有线被动红外探测器参数介绍。 以此同时，还有其他功能，如微波防遮挡技术和报警记忆等功能。
功能说明： -双红外和微波检测技术-微带脉冲传输技术 -微波防遮挡技 术-4平面上18光束菲涅耳透镜带 -温度线性补 偿-垂直调整 -检测模式-B-“或”-“与” -抗氧化光学零件 -检测灵敏度可 选-墙体安装、墙角安装 -记忆报警模 式-整体视角：90°探测器距离：12米 -抗太阳 光 -Ip 65防水设计 -防宠物25 斤-通用链接器可选
技术参数： 电源规格：9-12V DC 消耗电流：30mA 微波评率：10.525G 自检时间：110s 安装高度： 1.5m-2.4m 报警时间：2s 抗RFI/EMI： 0.1-500MHz/3V/m 抗白光: >100000LUX 温度补偿方式：数字方式温度补偿 使用温度： -10℃/+55℃ 使用湿度（RH）：95% 灵敏度： 2级可调 检测速度： 0.2m/s to 3.5m/s 尺寸：160mmX65mmX50.5mm 探测范围： 12mX12m 110°（标准透镜） 12mX3m 12°（幕帘透镜） 12mX12m 110°（防宠物透镜）
中远红外探测器发展动态 1 红外光电探测器的的历史 红外探测成像具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用按照探测过程的物理机理，红外探测器可分为两类即热探测器和光电探测器。光电探测器的工作原理是目标红外辐射的光子流与探测器材料相互作用，并在灵敏区域产生内光电效应。因具有灵敏度高、响应速度快的优点，光电探测器在预警、精确制导、火控和侦察等红外探测系统中得到广泛应用。 红外焦平面阵列可探测目标的红外辐射，通过光电转换、电信号处理等手段，可将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，是集光、机、电等尖端技术于一体的红外光电探测器H。目前许多国家，尤其是美国等西方军事发达国家，都花费大量的人力、物力和财力进行此方面的研究与开发，并获得了成功。红外光电探测器研究从第一代开始至今已有40余年历史，按照其特点可分为三代。第一代(1970s～1980s)主要是以单元、多元器件进行光机串／并扫描成像，以及以4×288为代表的时间延迟积分(TDI，time delay integration)类扫描型(scanning)红外焦平面列阵。单元、多元探测器扫描成像需要复杂笨重的二维、一维扫描系统结构，且灵敏度低。第二代红外光电探测器是小、中规格的凝视型(staring)红外焦平面列阵。M×N凝视型红外焦平面探测元数从1元、N元变成M×N元，灵敏度也分别从l与N1/2增长M×N1/2倍和M1/2。而且，大规模凝视焦平面阵列，不再需要光机扫描，大大简化整机系统。 目前，正在发展第三代红外光电探测器。探测器具有大面阵、小型化、低成本、双色(two-color)与多色(multi-color)、智能型系统级灵巧芯片等特点，并集成有高性能数字信号处理功能，可实现单片多波段融合高分辨率探测与识别。因此，本文将重点综述三代红外光电探测器的材料体系及其研究现状，并分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。 2 三代探测器的材料体系与发展现状 红外光电探测器的材料很多，但真正适于发展三代红外光电探测器，即响应波段灵活可调的双色与多色红外焦平面列阵器件的材料则很少。目前，主要有传统的HgCdTe和QWIPs，以及新型的二类SLs和QDIPs，共四个材料体系。作为
光电探测器原理
光电探测器原理及应用 光电探测器种类繁多，原则上讲，只要受到光照后其物理性质发生变化的任何材料都可以用来制作光电探测器。现在广泛使用的光电探测器是利用光电效应工作的，是变光信号为电信号的元件。 光电效应分两类，内光电效应和外光电效应。他们的区别在于，内光电效应的入射光子并不直接将光电子从光电材料 内部轰击出来，而只是将光电材料内部的光 电子从低能态激发到高能态。于是在低能态 留下一个空位——空穴，而高能态产生一个 自由移动的电子，如图二所示。 硅光电探测器是利用内光电效应的。 由入射光子所激发产生的电子空穴对，称为光生电子空穴对，光生电子空穴对虽然仍在材料内部，但它改变了半导体光电材料的导电性能，如果设法检测出这种性能的改变，就可以探测出光信号的变化。 无论外光电效应或是内光电效应，它们的产生并不取决于入射光强，而取决于入射光波的波长λ或频率ν，这是因为光子能量E只和ν有关： E=hν（1） 式中h为普朗克常数，要产生光电效应，每个光子的能量必须足够大，光波波长越短，频率越高，每个光子所具有的能量hν也就越大。光强只反映了光子数量的多少，并不反映每个光子的能量大小。 目前普遍使用的光电探测器有耗尽层光电二极管和雪崩光电二极管，是由半导体材料制作的。 半导体光电探测器是很好的固体元件，主要有光导型，热电型和P—N结型。但在许多应用中，特别是在近几年发展的光纤系统中，光导型探测器处理弱信号时噪声性能很差；热电型探测器不能获得很高的灵敏度。而硅光电探测器在从可见光到近红外光区能有效地满足上述条件，是该波长区理想的光接收器件。 一、耗尽层光电二极管 在半导体中，电子并不处于单个的分裂 能级中，而是处于能带中，一个能带有许多
暗电流形成及其稳定性分析 综述报告 目录 光电探测器基本原理 (2) 1.1 PIN光探测器的工作原理 (2) 1.2雪崩光电二极管工作原理 (3) 暗电流的形成及其影响因素 (4) 2.1暗电流掺杂浓度的影响 (4) 2.1.2复合电流特性 (5) 2.1.3表面复合电流特性 (5) 2.1.4欧姆电流特性 (5) 2.1.5隧道电流特性 (6) 2.2结面积和压焊区尺寸对探测器暗电流的影响 (8) 2.3腐蚀速率和表面钝化工艺对探测器暗电流的影响 (10) 2.4温度特性对暗电流影响 (11) 暗电流稳定性分析小结 (12) 参考文献 (13)
光探测器芯片处于反向偏置时，在没有光照的条件下也会有微弱的光电流，被称为暗电流，产生暗电流的机制有很多，主要包括表面漏电流、反向扩散电流、产生复合电流、隧穿电流和欧姆电流。。本文就将介绍光电探测器暗电流形成及其稳定性分析，并介绍了一些提高稳定性的方案，讨论它们的优势与存在的问题。 光电探测器基本原理 光电检测是将检测的物理信息用光辐射信号承载,检测光信号的变化,通过信号处理变换,得到检测信息。光学检测主要应用在高分辨率测量、非破坏性分析、高速检测、精密分析等领域,在非接触式、非破坏、高速、精密检测方面具有其他方法无比拟的。因此,光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一,是计量检测技术的一个重要发展方向。 1.1 PIN光探测器的工作原理 在PD的PN结间加入一层本征（或轻掺杂）半导体材料（I区），就可增大耗尽区的宽度，减小扩散作用的影响，提高响应速度。由于I区的材料近似为本征半导体，因此这种结构称为PIN光探测器。图（a）给出了PIN光探测器的结构和反向偏压时的场分布图。I区的材料具有高阻抗特性，使电压基本落在该区，从而在PIN 光探测器内部存在一个高电场区，即将耗尽层扩展到了整个I区控制 I 区的宽度可以控制耗尽层的宽度。 PIN光探测器通过加入中间层，减小了扩散分量对其响应速度的影响，但过大的耗尽区宽度将使载流子通过耗尽区的漂移时间过长，导致响应速度变慢，因此要根据实际情况折中选取I层的材料厚度。
雪崩光电探测器 雪崩光电探测器光电探测器是将光信号转变为电信号的器件，雪崩光电探测器采用的即是雪崩光电二极管(APD) ，能够具有更大的响应度。APD将主要应用于长距离或接收光功率受到其它限制而较小的光纤通信系统。目前很多光器件专家对APD 的前景十分看好，认为APD 的研究对于增强相关领域的国际竞争力，是十分必要的。雪崩光电探测器的材料1)Si Si 材料技术是一种成熟技术，广泛应用于微电子领域，但并不适合制备目前光通信领域普遍接受的 1.31mm,1.55mm 波长范围的器件。 2)Ge Ge APD 虽然光谱响应适合光纤传输低损耗、低色散的要求，但在制备工艺中存在很大的困难。而且，Ge的电子和空穴的 离化率比率( )接近1，因此很难制备出高性能的APD 器件。 3)In0.53Ga0.47As/InP 选择In0.53Ga0.47As 作为APD 的光吸收层，InP 作为倍增层，是一种比较有效的方法[2] 。In0.53Ga0.47As 材料的吸收峰值在 1.65mm, 在 1.31mm,1.55mm 波长有约为104cm-1 高吸收系数，是目前光探测器吸收层首选材料。In0.53Ga0.47As 光电二极管比起Ge 光电二极管，有如下优点：（1） In0.53Ga0.47As 是直接带隙半导体，吸收系数高；（2） In0.53Ga0.47As 介电常数比Ge 小，要得到与Ge 光电二极管相
同的量子效率和电容，可以减少In0.53Ga0.47As 耗尽层的厚度，因此可以预期In0.53Ga0.47As/InP 光二极管具有高的效应和响应；（3）电子和空穴的离化率比率（）不是1，也就是说In0.53Ga0.47As/InP APD 噪声较低；（4） In0.53Ga0.47As 与InP 晶格完全匹配，用MOCVD 方法在InP 衬底上可以生长出高质量的In0.53Ga0.47As 外延层，可以显着的降低通过p-n 结的暗电流。（5）In0.53Ga0.47As/InP 异质结构外延技术，很容易在吸收区生长较高带隙的窗口层，由此可以消除表面复合对量子效率的影响。 4）InGaAsP/InP 选择InGaAsP 作为光吸收层，InP 作为倍增层,可以制备响应波长在1-1.4mm ，高量子效率，低暗电流，高雪崩增益得的APD 。通过选择不同的合金组分，满足对特定波长的最佳性能。 ）InGaAs/InAlAs ln0.52AI0.48As 材料带隙宽（1.47 eV）,在 1.55 mm 波长范围不吸收，有证据显示，薄In0.52Al0.48As 外延层在纯电子注入的条件下，作为倍增层材料，可以获得比lnP 更好的增益特性。 6）InGaAs/InGaAs（P）/InAlAs 和InGaAs/In（Al ）GaAs/InAlAs 材料的碰撞离化率是影响APD 性能的重要因素。研究表明[6] ，可以通过引入InGaAs（P）/InAlAs 和In（Al ）GaAs/InAlAs 超晶格结构提高倍增层的碰撞离化率。应用超晶格结构这一能带工程可以人为控制导带和价带值间的非对称性带边不连续性，并保证
第一章： 1，光电检测系统的基本组成及各部分的主要作用？ 光源——光学系统——被测对象——光学变换——光电转换——电信号放大与处理[存储，显示，控制] 作用：光学变换：将被测量转换为光参量，有时需要光信号的匹配处理，目的是更好的获得待测量的信息。 电信号放大与处理的作用：存储，显示，控制。 第二章： 1、精密度、准确度、精确度、误差、不确定度的意义、区别。 答：精密度高指偶然误差较小，测量数据比较集中，但系统误差大小不明确； 准确度高指系统误差较小，测量数据的平均值偏离真值较少； 精确度高指偶然误差和系统误差都比较小，测量数值集中在真值附近； 误差=测量结果-真值；不确定度用标准偏差表示。 2、朗伯辐射体的定义？有哪些主要特性？ 答：定义：辐射源各方向的辐亮度不变的辐射源。特性：自然界大多数物体的辐射特性，辐亮度与观察角度无关。 3、光谱响应度、积分响应度、量子效率、NEP、比探测率的定义、单位及物理意义。 答：灵敏度又叫响应度，定义为单位辐射度量产生的电信号量，记作R，电信号可以是电流，称为电流响应度；也可以是电压，称为电压响应度。对应不同辐射度量的响应度用下标来表示。辐射度量测量中，测不同的辐射度量，应当用不同的响应度。 对辐射通量的电流响应度(AW-1 ) 对辐照度的电流响应度(AW-1 m 2 ) E 对辐亮度的电流响应度(AW-1 m 2 Sr)L 量子效率：在单色辐射作用于光电器件时，单位时间产生的的光电子数与入射的光子数之比，为光电器件的量子效率。 NEP：信噪比等于1时所需要的最小输入光信号的功率。单位：W。物理意义：反映探测器理论探测能力的重要指标。 比探测率：定义；物理意义：用单位探测系统带宽和单位探测器面积的噪声电流来衡量探测器的探测能力。 第三章： 1、光源的分类及各种光源的典型例子；相干光源和非相关光源包括哪些？ 答：按照光波在时间、空间上的相位特征，一般将光源分成相干光源和非相干光源；按发光机理可分为：热辐射光源，常用的有：太阳、黑体源、白炽灯，典型军事目标辐射；气体辐射光源，广泛用作摄影光源；固体辐射光源，用于数码、字符和矩阵的显示；激光光源，应用：激光器。相干光源：激光；非相关光源：普通光源。 2、对一个光电检测系统的光源通常都有哪方面要求？ 答：1.波长（光谱）特性2.发光强度（光功率）3.光源稳定性（强度、波长） 3、辐射效率和发光效率的概念及意义 答：在给定λ1～λ2波长范围内，某一辐射源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需比，称为该辐射源在规定光谱范围内的辐射效率；某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需的电功/率之比，就是该光源的发光效率。 4、色温，配光曲线的概念及意义 答：色温：如果辐射源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射出的光的颜色相同，则黑体的
红 外 探 测 器 1．量子效率 在某一特定波长上，每秒钟产生的光电子数与入射光子数之比。对理想的探测器，入射一个光子发射一个电子，1)(=λη。当然实际上不是所有的光子都可以被吸收，因此1)(<λη。 探测器对波长为λ处的量子效率可以表示为： hv P e I S //)(=λη 其中S J h .106260755.634-?=，是普朗克常数，e 是元电荷。 2. 响应率 输出信号电压S 与输入红外辐射功率P 之比即： ）或（W A W V P S R /)/(= 3. 响应波长范围 单色响应率与波长的关系，称为光谱响应曲线或响应光谱。热敏型红外 探测器的响应率与波长无关。光电型红外探测器有峰值波长p λ和长波限c λ。 通常取响应率下降到p λ一半所在的波长为c λ。 光电探测器只有在小于c λ范围有响应，因此称为选择性红外探测器。
对于光子探测器，仅当入射光子的能量大于某一极小值时才能产生光电效应。就是说，探测器仅对波长小于cλ，或者频率大于的光子才有响应。因此，光子探测器的响应随波长线性上升，然后到某一截止波长cλ突然下降为零。 而热型探测器响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感，在室温工作。灵敏度低、响应时间偏长，最快的响应时间也在毫秒量级。热释电探测器主要应用于被动式的传感器中，主要应用于防盗报警、来客告知等被动探测以及石油化工、电力等行业的温度测量、温度检测等灵敏度不是很高的场合。此外，热释电材料是还是制备非制冷红外成像设备的重要材料。 常见红外光子探测器及响应波段 4.噪声 如果测量探测器输出的电子系统有足够大的放大倍数，即使没有入射辐射。也可以看到一些毫无规律的电压起伏,它的均方根称为噪声电压N，此噪声来源于探测器中的某些基本的物理过程。探测器的噪声主要有以下几个来源：f/1噪声(闪烁噪声)，暗电流噪声(热噪声)以及光电流噪声。 f/1噪声为低频噪声，在AlGaAs GaAs/QWIP中的影响很小，不是主要的制约因素。制约器件性能的主要因素是暗电流噪声和光子噪声，即载流子
光电探测器 摘要 本文研究了近期崛起的高科技新秀：光电探测器。本文从光电探测器的分类、原理、主要参数、典型产品与应用、前景市场等方面简单介绍了光电探测器，使大家对光电探测器有一个初步的理解。了解光电探测材料的原理不仅有利于选择正确适宜的光电探测材料，而且对研发新的光电探测器有所帮助 一、简单介绍引入 光电探测器是指一类当有辐射照射在表面时，性质会发生各种变化的材料。光电探测器能把辐射信号转换为电信号。辐射信号所携带的信息有：光强分布、温度分布、光谱能量分布、辐射通量等，其进过电子线路处理后可供分析、记录、储存和显示，从而进行探测。 光电探测器的发展历史： 1826年，热电偶探测器→1880，金属薄膜测辐射计→1946，热敏电阻→20世纪50年代，热释电探测器→20世纪60年代，三元合金光探测器→20世纪70年代，光子牵引探测器→20世纪80年代，量子阱探测器→近年来，阵列光电探测器、电荷耦合器件（CCD） 这个被誉为“现代火眼金睛”的光电探测材料无论在经济、生活还是军事方面，都有着不可或缺的作用。 二、光电探测材料的分类。 由于器件对辐射响应的方式不一样，以此可将光电探测器分为两大类，分别是光 1
子探测器和热探测器。 ○1光子探测器：光子，是光的最小能量量子。单光子探测技术，是近些年刚刚起步的一种新式光电探测技术，其原理是利用新式光电效应，可对入射的单个光子进行计数，以实现对极微弱目标信号的探测。光子计数也就是光电子计数，是微弱光（低于10－14W）信号探测中的一种新技术。 ○2利用光热效应制作的元件叫做热探测器，同时也叫热电探测器。（光热效应指的是当材料受光照射后，光子能量会同晶格相互作用，振动变得剧烈，温度逐渐升高，由于温度的变化，而逐渐造成物质的电学特性变化）。 若将光电探测器按其他种类分类，则 按应用分类：金属探测器，非成像探测器（多为四成像探测器），成像探测器（摄像管等）。 按波段分类：红外光探测器（硫化铅光电探测器），可见光探测器（硫化镉、硒化镉光敏电阻），紫外光探测器。 2
三大类探测器比较（闪烁体、半导体、电离室） （闪烁体）碘化钠探头：他的激活剂是(TI)，对γ射线，当能量大于150keV时响应是线性的；对质子和电子，线性响应范围很宽，光输出和能量的关系接近通过原点的直线，仅在能量低于几百keV（对电子）和（1~2）MeV（对质子）时才偏离直线；对α粒子，能量大于4~5MeV后近似线性，但其直线部分延长不过原点。因此测量α粒子（或其他重粒子）时，比须进行能量校准。NaI(TI)烁体的主要优点是密度大，原子序数高，因而对γ射线探测效率高。另外它的发光效率高，因而能量分辨率也较好。它的缺点是容易潮解，因此使用必须密封。 碘化铯探头：CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物，作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。铊的能量线性与碘化钠的接近，能量分辨率比碘化钠的差一些。碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大，因此对γ射线的探测效率也更高。与碘化钠相比，碘化铯的机械强度大，易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。此外，它不易潮解，也不易氧化。但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。碘化铯的主要缺点是光输出比较低，原材料价格较贵。 锗酸铋探头：与碘化钠（TI）同体积时，探测效率比碘化钠的高的多。对0.511MeV γ光子，与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比，锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。在低能区（<<0.5MeV）的能量分辨率比碘化钠的差，例如对于0.511MeV的γ射线，BGO的时间分辨为1.9ns，而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。BGO的主要缺点是折射率较高，尺寸大的BGO难以将光输出去。价格高。 硫化锌：ZnS（Ag）它对α粒子的发光效率高，而对γ射线和电子不灵敏，很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等，探测效率可达100%。
光电探测器综述 摘要：近年来，围绕着光电系统开展了各种关键技术研究，以实现具有高集成 度、高性能、低功耗和低成本的光电探测器（Photodetector）及光电集 成电路（OEIC）已成为新的重大挑战。尤其是具有高响应速度，高量子 效率和低暗电流的高性能光电探测器，不仅是光通信技术发展的需要， 也是实现硅基光电集成的需要，具有很高的研究价值。本文综述了近十 年来光电探测器在不同特性方向的研究进展及未来几年的发展方向，对 其的结构、相关工艺和制造的研究具有很重要的现实意义。 关键词：光电探测器，Si ,CMOS Abstrac t: In recent years, around the photoelectric system to carry out the study of all kinds of key technologies, in order to realize high integration, high performance, low power consumption and low cost of photoelectric detector (Photodetector) and optoelectronic integrated circuit (OEIC) has become a major new challenge. Especially high response speed ，high quantum efficiency, and low dark current high-performance photodetector, is not only the needs for development of optical communication technology, but also realize the needs for silicon-based optoelectronic integrated,has the very high research value.This paper reviews the development of different characteristics and results of photodetector for the past decade, and discusses the photodetector development direction in the next few years,the study of high performance photoelectric detector, the structure, and related technology, manufacturing, has very important practical significance. : Key Word: photodetector, Si ,CMOS 一、光电探测器 概念 光电探测器在光通信系统中实现将光转变成电的作用，这主要是基于半导体材料的光生伏特效应，所谓的光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。（光电导效应是指在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化的象。即当光照射到光电导体上时，若这个光电导体为本征半导体材料，且光辐射能量又足够强，光电材料价带上的电子将被激发到导带上去，使光导体的电导率变大是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象，光子作用于光电导材
2.简述红外探测器的类型（1）及各自的工作原理（2）、红外探测器的性能参数及其物理含义（3）、红外探测器工作的三个大气窗口的波长范围（4）、热绝缘结构的热探测机理的红外探测器设计中的重要性（5）。 （1）红外探测器的类型 常见的红外探测器的分类 （红外热传感器还要加上气体型）（2）各自工作原理 一、热传感器 红外热传感器的工作是利用辐射热效应。探测器件接收辐射能后引起温度升高，再由接触型测温元件测量温度改变量，从而输出电信号。热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、热电阻型和气体型。 1.热敏电阻型 热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧结而成。热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻片上，其温度升高，电阻值减小。测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温度。 2.热电偶型 热电偶是由热电功率差别较大的两种金属材料（如铋/银、铜/康铜、铋/铋锡合金等）构成。原理：当红外辐射入射到热电偶回路的测温接点上时，该接点温度升高，而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流，同时回路中产生温差电势。温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。 3.气体型 高莱气动型传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性，来反映红外辐射的强弱。红外辐射通过窗口入射到吸收膜上，吸收膜将吸收的热能传给气体，使气体温度升高。气压增大，从而使柔镜移动。在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生改变。这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。这种传感器的恃点是灵敏度高，性能稳定。
闪烁体、半导体、电离室三大类探测器比较（闪烁体）碘化钠探头：他的激活剂是(TI)，对γ射线，当能量大于150keV时响应是线性的；对质子和电子，线性响应范围很宽，光输出和能量的关系接近通过原点的直线，仅在能量低于几百keV（对电子）和（1~2）MeV（对质子）时才偏离直线；对α粒子，能量大于4~5MeV后近似线性，但其直线部分延长不过原点。因此测量α粒子（或其他重粒子）时，比须进行能量校准。NaI(TI)烁体的主要优点是密度大，原子序数高，因而对γ射线探测效率高。另外它的发光效率高，因而能量分辨率也较好。它的缺点是容易潮解，因此使用必须密封。 碘化铯探头：CsI(TI)碘化铯是另一种碱金属卤化物，作为闪烁体材料常用铊或纳作激活剂。铊的能量线性与碘化钠的接近，能量分辨率比碘化钠的差一些。碘化铯的密度和平均原子序数比碘化钠更大，因此对γ射线的探测效率也更高。与碘化钠相比，碘化铯的机械强度大，易于加工成薄片或做成极薄的蒸发薄膜。此外，它不易潮解，也不易氧化。但若暴露在水或高湿度环境中它也会变质。碘化铯的主要缺点是光输出比较低，原材料价格较贵。 锗酸铋探头：与碘化钠（TI）同体积时，探测效率比碘化钠的高的多。对0.511MeVγ光子，与NaI(TI)、CsF、和Ge半导体、塑料闪烁体相比，锗酸铋(BGO)有最大的效率和最好的信噪比。BGO主要用于探测低能x射线、高能γ射线以及高能电子。在低能区（<<0.5MeV）的能量分辨率比碘化钠的差，例如对于0.511MeV的γ射线，BGO的时间分辨为1.9ns，而碘化钠NaI(TI)的的为0.75ns。BGO的主要缺点是折射率较高，尺寸大的BGO难以将光输出去。价格高。硫化锌：ZnS（Ag）它对α粒子的发光效率高，而对γ射线和电子不灵敏，很适合在强β、γ本底下探测重带点粒子如α、核裂片等，探测效率可达100%。 laBr3是新型卤化物闪烁体，其基本性能已经全面超越了传统的碘化钠闪烁体，谱仪具有比碘化钠更好的能量分辨率、峰形和稳定性。液体闪烁体：对脉冲形状甄别的性能极好，主要用于强γ场中测量快中子，也常用于测量低能弱β射线的发射率。测量β辐射和中子大都选用塑料闪烁体，也可采用有机液体闪烁体； 测量α辐射一般用ZnS（Ag）闪烁体；BGO闪烁体适用于测量低能x射线和高能γ射线；NaI(TI)主要用于探测γ射线。检测3H和14C等放射源的低能β辐射的微弱放射性活度，经常使用液体闪烁体。 （半导体）高纯锗探测器：普遍用于γ射线谱仪中。硅探测器对γ射线的探测效率 很低，锗探测器使用时需要在液氮温度下冷却，这是由于他们的原子序数低和禁带宽度很窄
1、组成： 红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。 2、分类： 光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 （1）红外线传感器依动作可分为：1)将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。 2)利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。 热型的现象俗称为焦热效应。 （2）按照功能能够分成五类： 1）辐射计，用于辐射和光谱测量；2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图象；4）红外测距和通信系统；5）混合系统，是指以各类系统中的两个或者多个的组合。 三、xx传感器主要物理量 (1)响应率 谓红外探测器的响应率就是其输出电压与输入的红外辐射功率之比。 (2)响应波长范围红外探测器的响应率与入射辐射的波长有一定的关系，热敏红外探测器响应率r与波长λ无关。光λp对应响应峰值rp，rp /2于对应为截止波长λc。
(3)噪声等效功率(NEP)若投射到探测器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压，这个辐射功率就叫做噪声等效功率(NEP)。噪声等效功率是一个可测量的量。设入射辐射的功率为P，测得的输出电压为 U0，然后除去辐射源，测得探测器的噪声电压为UN，则按比例计算，要使U0＝UN，的辐射功率为 (4)探测率经过分析，发现NEP与检测元件的面积S和放大器带宽Δf 乘积的平方根成正比，比例系数的倒数称为探测率D*。即D*实质上就是当探测器的敏感元件具有单位面积、放大器的带宽为lHz时的辐射所获得的信噪比。 (5)响应时间红外探测器的响应时间就是加入或去掉辐射源的响应速度响应时间，而且加入或去掉辐射源的响应速度响应时间相等。红外探测器的响应时间是比较短的。 工作原理： 人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10um左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。人体发射的10um左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10um左右的红外辐射必须非常敏感。2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。5)菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。 xx参数：
现代精密测量仪器中的光电探测器 河北大学电子与信息工程系 宋登元 华北电力大学电子学实验室 孙同文 【摘要】 光电探测器是许多精密分析和测量仪器的“心脏”,在研制和应用方面已经取得了很大的进展。文章介绍了光电探测器的种类及覆盖的光谱区域,光电倍增管(PM T)和半导体光电探测器的基本特性,论述了它们在医学诊断、环境监测和分析仪器中的应用以及今后的发展方向。 【关键词】 光电探测器 医学诊断 环境监测 液相色谱 一、引言 在现代众多的精密分析、测量和诊断仪器中,最关键的部件是它的信号检测元件—光电探测器。人们称光电探测器是这类仪器的“心脏”。现代光电探测器的研究开发工作已经取得了重大进展,各类光电探测器不断问世,探测光谱覆盖了从Χ射线到远红外的宽阔范围,其灵敏度和可靠性满足各种精密分析检测仪器的需要。并广泛地用于医学、物理、化学、生物学和环境保护等各个领域。 目前高灵敏度的光电探测器是利用光电效应的原理制成的,主要分为真空管和固体光电探测器两大类。真空管中的光电倍增管(PM T)是依靠入射光子打在阴极材料上使其内部电子被轰击出来形成光电流来工作的,这种效应称为外光电效应。作为固体光电探测器典型代表的半导体光电探测器是利用内光电效应工作的。在这种器件中,入射光子并不直接把光电子从半导体材料中轰击出来,而是在材料内部产生电子空穴对,使器件的输出电流发生变化。由于不同光电探测器的工作原理和所用材料物理性质的差异,因而产生不同的光谱测量区域。详见附图 。附图 光电探测器材料和覆盖的频谱范围 综 述
二、光电探测器的原理和特性 光电探测器是一种能对光信号进行放大,最终转换为电信号的器件,它的工作过程随光作用的介质及信号放大方式的不同有着很大差异。目前广泛使用的光电探测器有光电倍增管(PM T)和半导体光电探测器。 11光电倍增管 光电倍增管(PM T)是一种电真空器件,已有50多年的发展历史。由于新技术不断用于PM T的制备,使它至今仍是一类非常重要的光电探测器被广泛地使用。 PM T的突出优点是高效益、高灵敏度、低噪声及大的有源区面积。PM T的倍增因子可达103～107倍,能测量很微弱的光信号,甚至是单光子信号也能被测量到。同时它能对光信号进行几乎无噪声的放大。随着新制备工艺的采用,一些被人们认为PM T不如半导体光电探测器的缺点正在被改进。主要表现为PM T的平均无故障时间(M TB F)已达10000～100000h r,电源电压要求已降至±15V DC,功耗只有十几毫瓦。最小的PM T的体积已与半导体探测器类似,能容易地与仪器集成在一起。 21半导体光电探测器 目前使用的半导体光电探测器是光电二极管,它包括平面型、P I N型、肖特基型和雪崩型。前3种没有内部增益或放大作用,因此需要外部放大器,而雪崩光电二极管有高的内部增益,可达100～1000。无论何种形式的半导体光电二极管,其核心都是由P型和N 型半导体构成的P-N结。 半导体光电探测器是一种体积小、重量轻、工作电压低、寿命长和响应速度快的固体光传感器。此外,它的价格相对便宜,抗外部电磁干扰和抗强光损伤的性能也都比PM T 好。由于可用不同的半导体材料(Si,GaA s, Ge,PbS,InA s等)制备,因此它们有从可见光到红外光宽的频谱响应范围,但半导体光电探测器在高增益、低噪声和大有源区域面积方面还不如PM T。 三、光电探测器的应用 光电探测器作为一类光传感器应用十分广泛。下面介绍一下它们在医疗诊断、环境监测及分析仪器中的应用。 11医学诊断 近几年发展起来的医学诊断精密仪器大多采用了高灵敏度的光电探测器作为信号接收转换器。特别是计算机断层扫描成像技术,如?射线断层照相(CT)、正电子发射断层照相(PET)。其原理是由闪烁体(碘化钠N a I 或锗酸钕B GO晶体)和光电探测器构成的仪器探头接收到Χ射线或?射线的辐射后先进入闪烁体,使闪烁体受激发产生荧光。一个?或Χ射线光子能产生几百个2-3eV能量的可见光子。用光导或反射物把这些可见光子收集到光电探测器窗口上,从而产生脉冲信号,送到后级处理系统变为图像显示。 CT是一种常用的三维图像影像学诊断技术,通常探头中使用的都是PM T作为传感器。随着硅光电探测器的发展,探头中使用了硅光电探测器。虽然这时需要的?射线的强度要稍高于PM T要求的强度,但降低了成本。 PET能够动态地显示人体各部位的生理活动功能,称为目前世界上最先进的医学成像仪器,已从实验开始进入临床诊断。与CT不同的是,这种设备的辐射源不是来自外部,而是来自患者体内。首先用能发射正电子的核素制成标记化合物,注入或吸入患者体内。标记物发射的正电子能在很短的距离内与负电子相撞,发生正、负电子对的湮没,产生一个对能量为511KeV的Χ光子。体外PET探头的闪烁体将测到的Χ射线变为可见光谱送给PM T。在PET中,常用PM T为传感器,因为PM T有比其它探测器高的灵敏度,这样可以降低注入到患者体内标记物的数量。 综 述
红外探测器 设计研发部-平 一、红外探测器市场以及应用领域 红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟；远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。近红外，由于其包含氢氧键、碳氢键、碳氧键等功能键的特征吸收线。大气中的水气、二氧化碳、大气辉光等也集中在这个波段。特有的光谱特性使得短波红外探测器可以在全球气候监测、国土资源监测、天文观测、空间遥感和国防等领域发挥重大作用。红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。随着红外探测技术的飞速发展，红外探测器在军事、民用等诸多领域都有着日益广泛的应用。作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位更加重要。 小型红外探测器是受价格驱动的商品市场，而中型和大型阵列探测器则是受成本和性能驱动的市场，并且为新产品提供了差异化的空间。但是在每种红外探测器技术（如热电/热电偶/微测辐射热计）之间存在着巨大的障碍。由于这些技术都是基于不同的制造工艺，如果没有企业合并或收购，很难从一种技术转换到另外一种技术。 红外探测器已进入居民日常安防中，其中主动式红外探测器遇到
树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双收，最大限度地降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163. 5亿美元，复合年均增长率为7. 71%。 红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅、氧化钒和InGaAs等探测器，致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。在过去的几十年里，大量的新型材料、新颖器件不断涌现，红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越，目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。 二、焦平面红外探测器应用现状 热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点，但是它响应时间较慢、高频时探测率低，目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器，通过配备致冷系统，具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域，光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有
红外线探测器的工作原理： 红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。 探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。 红外线探测器这种探测器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10 μm 左右的红外辐射必须非常敏感。 为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 红外探测器，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正 好相反，环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消， 于是探测器无信号输出。 一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。 多视场的获得，一是多法线小镜而组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式光学系统。 另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜-菲涅尔透镜，通过菲涅尔透镜聚焦在红 外传感器上。 这要指出的是红外面的几束光表示有几个视场，并非红外发红外光，视场越多，控制越严密。 红外线探测器的优点: 本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好。价格低廉 红外线探测器的缺点: 容易受各种热源、阳光源干扰。
红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收。 易受射频辐射的干扰。 环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 什么是双鉴 简明意义上的双鉴，就是两种探测方式的整合，通常是指红外线探测方式和微波探测方式的 整合。 1.微波简介.由于微波探测器可以感温，即能“感知”到人体的温度，所以信号的收发稳定可靠，但是微波通常的可探测范围只有2-3 米，探测角度也相应较小，45°角，所以如果需要探测的空间较大，只用微波是不够的。 1.2红外探测器简介.红外探测器容易受到光照等带有移动物体的影响，所以具有误报的可 能，而且在32 ℃~ 40 ℃时，灵敏度大幅度下降。但是红外探测器的优点却是微波探测器 不能替代的，比如省电、功耗小、价格低、安装方便等特点，另外红外探测器的可感知距离 和探测的角度也远远大出微波探测器的可探测范围，可达到12M ，水平110 °，垂直60 °。 1.3双鉴探测器工作原理. 经过模糊逻辑数码分析，排除种种普通探测器无法克服的干扰， 两种探测器都探测到人体移动时探测器才会报警，杜绝误报漏报，性能远远超出无微波功能的各种红外探测器。探测范围更大，抗干扰能力更强，灵敏度始终如一，没有温度死区，具 有可编程功能，应用具有更大的灵活性。
主动红外探测器技术手册 1、【基本信息】 1.1器材名称：主动红外探测器（对射） 1.2 器材型号：SBT-30S/60S/100S SBM-50S/75S/100S/150S人SBQ- 75S/100S/150S/200S/250S 1.3器材种类：安防报警探测器类 1.4器材品牌：SELCO 1.5器材使用年限：3-4年 2、【功能信息】 2.1器材功能： 利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警，它总是成对使用：一个发射，一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。 2.2器材应用：室内外均适用，一般安装在周界围墙上、建筑物外围防窗户、 大门等。 2.3器材优势：无 2.4器材不足：遇到恶劣天气（大雾、大雨）比较容易误报警。 3、【参数信息】 3.1光束数：二光束（警戒距离：30m 60m 100n）、三光束（警戒距离：50m 75m 100m 150m、四光束（警戒距离：75m 100m 150m 200m 250m
3.2 工作电压：10.5~28VDC 3.3消耗电流MAX 85mA 3.4感应速度：50-700ms可调 3.5 环境温度：-25 C ~+ 55 C 3.6工作湿度：相对湿度M 90% 3.7防水性能：适合在室外安装 4、【使用信息】 4.1器材检验： 功能检验的内容包括： 4.1.1在工作环境正常下，给探测器上电，设备是否能工作 4.1.2调节灵敏度，遮挡红外光速，探测器反应速度 4.2器材安装条件： 4.2.1主材准备 探测器接收端 1 只探测器发射端 1 只探测器底版 2 只固定支架 2 只4.2.2安装工具 16A的小型电源配电箱（漏电保护器、两眼三眼插座）1套 2.5平方毫米线径的电源拖线盘（规格10 /20/30米）1套 电锤（配6/10mm钻头）1把争5mm十字螺丝刀1把争3mm 一字螺丝刀1把斜口钳1把剥线钳1把