第14-3章光电探测器
- 格式:ppt
- 大小:4.79 MB
- 文档页数:40
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 ,CMOSAbstrac 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, highperformance, low power consumption and low cost of photoelectricdetector (Photodetector) and optoelectronic integrated circuit (OEIC) hasbecome a major new challenge. Especially high response speed ,highquantum 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 thevery high research value.This paper reviews the development of differentcharacteristics and results of photodetector for the past decade, and discusses thephotodetector development direction in the next few years,the study of highperformance photoelectric detector, the structure, and related technology,manufacturing, has very important practical significance.Key Word: photodetector, Si ,CMOS一、光电探测器1.1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。
要正确选择光电探测器,首先要对探测器的原理和参数有所了解。
1.光电探测器光电二极管和普通二极管一样,也是由PN结构成的半导体,也具有单方向导电性,但是在电路中它不作为整流元件,而是把光信号转变为电信号的光电传感器件。
普通二极管在反向电压工作时处于截止状态,只能流过微弱的反向电流,光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相较大,以便接收入射光。
光电二极管在反向电压工作下的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增加到几十微安,称为光电流。
光的强度越大,反向电流也越大。
光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换为电信号,称为光电传感器件。
2.红外探测器光电探测器的应用大多集中在红外波段,关于选择红外波段的原因在这里就不再冗余了,需要特别指出的是60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展,很多重要的激光器件都在红外波段,其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术,使雷达和通信都可以在红外波段实现,并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。
在此之前,红外技术仅仅能探测非相干红外辐射,外差接收技术用于红外探测,使探测性能比功率探测高好几个数量级。
另外,由于这类应用的需要,促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式,推动红外技术向更先进的方向发展。
红外线根据波长可以分为近红外,中红外和远红外。
近红外指波长为—3微米的光波,中红是指3—20微米的光波,远红外是指20—1000微米的波段。
但是由于大气对红外线的吸收,只留下三个重要的窗口区,即1—3,3—5和8—14可以让红外辐射通过。
因为有这三个窗口,所以可以被应用到很多方面,比如红外夜视,热红外成像等方面。
红外探测器的分类:按照工作原理可以分为:红外红外探测器,微波红外探测器,玻璃破碎红外测器,振动红外探测器,激光红外探测器,超声波红外探测器,磁控开关红外探测器,开关红外探测器,视频运动检测报警器,声音探测器等。
按照工作方式可以分为:主动式红外探测器和被动式红外探测器。