光检测器介绍(PIN、APD详细讲解)演示幻灯片
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光检测器及光接收机ppt课件
光信号 光电 变换
前置 电信号 放大
前端：由光电二极管和前置放大器组成。
作用：将耦合入光电检测器的光信号转换为时变 电流，然后进行预放大（电流－电压转换），以便 后级作进一步处理。是光接收机的核心。
要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽
编辑版pppt
11
5.2.2 光接收机的线性通道
提供高的增 益，放大到 适合于判决 电路的电平。
编辑版pppt
13
光接收机的噪声特性
光接收机的噪声将影响信噪比SNR和通信质 量。主要来自光电探测器和前置放大器的噪声 。分为两类：散粒噪声和热噪声。
1.光检测器产生散粒噪声 2.负载电阻产生热噪声
3.放大器产生放大噪声
编辑版pppt
14
5.3.2 光接收机性能指标
1误码率 BER=Ne/Nt=Ne/Bt 即：误比特率=错误比特/总比特 2灵敏度 （1）输入的最小平均光功率 （2）每个光脉冲的最低平均光子数n0 （3）每个光脉冲的最低平均能量Ed
为确定是“1”或是 “0”，需要对某时隙 的码元作出判决。若 判决结果为“1”，则 由再生电路产生一个 矩形“1”脉冲；若判 决结果为“0”，则由 再生电路重新输入一 个“0”。
判 输出 决 器
时钟恢复
为了精确地确定“判决时 刻”，需要从信号码流中提 取准确的时钟信息作为标定， 以保证与发送端一致。
耗尽层仍为I 层，起产生一 次电子－空穴 对的作用。
增加了一个附加 层，倍增区或增 益区，以实现碰 撞电离产生二次 电子－空穴对。
编辑版pppt
7
温度对雪崩增益的影响
当保持所加偏置电压不变时，降低温度， 则电子和空穴的电离速率会增加，因而雪 崩增益也会增加。
光检测器介绍(PIN、APD详细讲解)
例 (续)
光检测器暗电流：
iD2B 2qID B 2(1.6 1019 C)(4 109 A)(20106 Hz) 2.561020 A2
负载均方热噪声电流为：
iT2
4kBT B 4(1.381023 J / K)(293K) 20106 Hz 3231018 A2
倍增因子和响应度
光电二极管中所有载流子产生的倍增因子M定义为：
M
IM Ip
1
1
V /
VB
n
其中，IM 是雪崩增益后输出电流的平均值，而 Ip是未倍增时 的初级光电流，V是反向偏压，VB为二极管击穿电压，n一般 为 2.5~7。实际上，雪崩过程是统计过程，并不是每一个光 子都经历了同样的放大，所以M只是一个统计平均值。
因子F用于衡量由于倍增过程的随机性导致的检测器噪声的 增加。参数x称为过剩噪声指数，一般取决于材料，并在0~1 之间变化，x对于Si APD为0.3，对InGaAs APD为0.7，对Ge APD 为1.0。
总噪声
光检测器的总均方噪声电流为：
iN2
2 N
iQ2
iD2 B iD2 S
量子效率大约为90%，因此这个波长的响应度为：
q q hv hc
0.901.6 10 19 C
6.625 10 34 J s 3108 m/s
7.25 105
当波长为1300 nm时：
7.25 105A/W/m 1.30 106 m 0.942 A/W
当波长大于1600 nm时，光子能量不足以激发出一个电子，例
如In0.53Ga0.47As的带隙能量为Eg = 0.73 eV，故截止波长为：
光检测器介绍(PIN、APD详细讲解)ppt课件
2 2 2 会被雪崩区放大 i 2 qI BM F M DB DB D
表面暗电流由表面结构(缺陷、清洁程度、面积大小)和偏置电 压决定：
2 2 i 2 qI B DS DS L
不会被雪崩区放大
雪崩倍增噪声
APD中的雪崩过程具有统计特性，不同的光生载流子的 放大倍数可能不同，给放大后的信号带来了幅度上的随机噪 声。这里定义F为过剩噪声因子，它近似等于：
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。 目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
因此，检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。
pin的量子效率
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为：
w s P w P ( 1 e ) in
如果二极管的入射表面反射系数为Rf，初级光电流为：
q w s I P ( 1 R )( 1 e ) p in f hv
量子噪声均方根电流：
2 19 6 6 18 2 i 2 qI B 2 ( 1 . 6 10 C )( 0 . 282 10 A )( 20 10 Hz ) 1 . 80 10 A Q p
例 (续)
光检测器暗电流：
表面暗电流由表面结构(缺陷、清洁程度、面积大小)和偏置电 压决定：
2 2 i 2 qI B DS DS L
不会被雪崩区放大
雪崩倍增噪声
APD中的雪崩过程具有统计特性，不同的光生载流子的 放大倍数可能不同，给放大后的信号带来了幅度上的随机噪 声。这里定义F为过剩噪声因子，它近似等于：
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。 目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
因此，检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。
pin的量子效率
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为：
w s P w P ( 1 e ) in
如果二极管的入射表面反射系数为Rf，初级光电流为：
q w s I P ( 1 R )( 1 e ) p in f hv
量子噪声均方根电流：
2 19 6 6 18 2 i 2 qI B 2 ( 1 . 6 10 C )( 0 . 282 10 A )( 20 10 Hz ) 1 . 80 10 A Q p
例 (续)
光检测器暗电流：
光纤通信4-光检测器与光接收机ppt课件
hc Eg
hc 1 . 24 E E eV ) g g(
m ) c(
由于吸收系数取决于光波长，因此，特定的半导体材料只能应用在有限的波长 范围内。
3、 雪崩光电二极管(APD) 1 ）雪崩光电二极管的的结构
P 高掺杂的 型半导体，为接触层；
I轻掺杂半导体层，为漂移区（光吸收区）； P型半导体，为倍增层（或称雪崩区）； N+高掺杂的 型半导体，为接触层。
S (f )eI Q p
0 . 9 1 . 3 0 . 94 A / W R 1 . 24 1.24
3、APD 光电二极管中所有载流子产生的倍增因子M
M
IM M Ip
m
V
m
1 1(Vj /VB)n
j
加在PN结的有效电压 雪崩电压 适配因子，与材料 及结构有关
I M 雪崩增益后输出电流的平均值
w耗尽区宽度
产生的光电流
P sw 0 Ip e eP ( 1 e ) hf hf
e w s R ( 1 e ) hc
eP sw 0( 1 e ) hc
I p RP
光吸收系数与波长的关系曲线
s ( )
c
hf
?
Eg
hf Eg
N
光电二极管（PD）
1、半导体光电二极管 光子进入PN结，价带的电子受激吸收将 被激发到导带，产生一对光生载流子， 受内建电场的作用，光生载流子的电子 向 N区漂移，空穴向P区漂移，载流子 移动到外部电路形成光电流。
光生电流包括：
耗尽层 势 垒
漂移电流--耗尽区的光生载流子在电场作用下运动形成的电流扩散电流 扩散电流----P区的光生载流子形成的电流 N区的光生载流子形成的电流
光检测器介绍(PIN、APD详细讲解)
6
20
A
2
负载均方热噪声电流为：
i
2 T
4 k BT RL
B
4 (1 . 38 10
23
J / K )( 293 K )
1k W
20 10 Hz 323 10
6
18
A
2
信噪比
S N
ip M
2
2
2
2 q ( I p I D ) M F ( M ) B 2 qI L B 4 k B TB / R L
光检测器介绍
主要内容
光电二极管的物理原理 光检测器噪声 检测器响应时间 雪崩倍增噪声 InGaAs APD结构 温度对雪崩增益的影响
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。 目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
Ip /q Pin / hv
例
有一个InGaAs材料的光电二极管，在100ns的脉冲时段内 共入射了波长为1300nm的光子6×106 个，平均产生了 5.4× 106 个电子空隙对，则其量子效率可以等于：
5 . 4 10 6 10
6 6
90 %
在实际的应用中，检测器的量子效率一般在30%-95%之间。 一般增加量子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的 入射光子可以被吸收。但是，耗尽区越宽，pin的响应速度就 越慢。因此二者构成一对折衷。
20
A
2
负载均方热噪声电流为：
i
2 T
4 k BT RL
B
4 (1 . 38 10
23
J / K )( 293 K )
1k W
20 10 Hz 323 10
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A
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信噪比
S N
ip M
2
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2 q ( I p I D ) M F ( M ) B 2 qI L B 4 k B TB / R L
光检测器介绍
主要内容
光电二极管的物理原理 光检测器噪声 检测器响应时间 雪崩倍增噪声 InGaAs APD结构 温度对雪崩增益的影响
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。 目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
Ip /q Pin / hv
例
有一个InGaAs材料的光电二极管，在100ns的脉冲时段内 共入射了波长为1300nm的光子6×106 个，平均产生了 5.4× 106 个电子空隙对，则其量子效率可以等于：
5 . 4 10 6 10
6 6
90 %
在实际的应用中，检测器的量子效率一般在30%-95%之间。 一般增加量子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的 入射光子可以被吸收。但是，耗尽区越宽，pin的响应速度就 越慢。因此二者构成一对折衷。
《光检测器》PPT课件
25
精选ppt
思考题
1
量子效率的定义及提高量子效率的措施是什 么？
PIN光电二极管η=90%，λ=1.3μm，计算该 2 器件在1.3μm的响应度以及当入射光功率为-
37dBm时的光电流。
26
精选ppt
精选ppt
❖ 响应度R； ❖响应时间； ❖结电容； ❖暗电流。
PIN光电二极管的特性
15
精选ppt
响应度R（量子效率）
Ip=RPin
入射光功率Pin中含有大量光子， 能转换为光电流的光子数和入射总光 子数之比称为量子效率η 。
R=Ip/Pin =ηλ/1.24 (A/W)
16
精选ppt
响应时间
55不同材料的吸收系数不同材料的吸收系数66光检测器种类光检测器种类pinpin光电二极管光电二极管apdapd雪崩光电二极管雪崩光电二极管77pin光电二极管pin光电二极管88雪崩光电二极管apd雪崩光电二极管apd99光检测器的比较1光检测器的比较1参数符号单位sigeingaas波长范围nm4001100800165011001700响应度04060405075095暗电流na110505000520上升时间ns0510010500505带宽ghz030705301020偏置电压sisigegeingaasingaaspinpin光电二极管的通用工作特性参数光电二极管的通用工作特性参数1010光检测器的比较2光检测器的比较2参数符号单位sigeingaas波长范围nm4001100800165011001700雪崩增益20400502001040暗电流na011505001050m10上升时间ns01205080105增益带宽ghz10040021020250偏置电压15040020402030sisigegeingaasingaas雪崩光电二极管的通用工作特性参数雪崩光电二极管的通用工作特性参数1111光检测器的比较3光检测器的比较3在短距离的应用中工作在850nm的si器件对于大多数链路是个相对比较廉价的解决方案
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如果二极管的入射表面反射系数为Rf，初级光电流为：
IpPin(1Rf)1(esw)hqv
其中q是电子电荷。量子效率定义为产生的电子-空隙对与入射 光子数之比：
Ip /q Pin / hv
例
有一个InGaAs材料的光电二极管，在100ns的脉冲时段内 共入射了波长为1300nm的光子6×106 个，平均产生了 5.4× 106 个电子空隙对，则其量子效率可以等于：
耗尽区
pin光电二极管的工作原理
1. 能量大于或等于带隙
能量Eg的光子将激励价 带上的电子吸收光子的
能量而跃迁到导带上，
+-
可以产生自由电子空穴
对 (光生载流子)。
2. 耗尽区的高电
场使得电子空穴
对立即分开并在
反向偏置的结区
中向两端流动，
然后它们在边界
处被吸收，从而
在外电路中形成
光电流。
电子和空穴的扩散长度
只有少数载流子在电场作用下漂移
多数载流子的 扩散行为被反 向电场抑制
由于常态下少数载流子含量很少，因此漂移行为非常微弱
pin光电二极管的结构
pin 光电二极管是在掺杂浓度很高的p型、n型半导体之间加 一层轻掺杂的n型材料，称为i (本征)层。由于是轻掺杂，电 子浓度很低，加反向偏置电压后形成一个很宽的耗尽层。
当电载流子在材料中流动时，一些电子 - 空穴对会重新 复合而消失，此时电子和空穴的平均流动距离分别为Ln和Lp， 这个距离即扩散长度，分别由下式决定：
LnDn n 1/2
LpDp
1/2 p
Dn和Dp分别为电子和空穴的扩散系数，n和p为电子和空穴
重新复合所需的时间，称为载流子寿命。 在半导体材料中光功率的吸收呈指数规律：
目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
6.1 光电二极管的物理原理
光电二极管实际上类似于一个加了反向偏压的pn结。它 在发向偏压的作用下形成一个较厚的耗尽区。当光照射到光 电二极管的光敏面上时，会在整个耗尽区 (高场区) 及耗尽区 附近产生受激跃迁现象，从而产生电子空穴对。电子空穴对 在外部电场作用下定向移动产生电流。
当波长大于1600 nm时，光子能量不足以激发出一个电子，例
如In0.53Ga0.47As的带隙能量为Eg = 0.73 eV，故截止波长为：
c
1.241.241.7μm Eg 0.73
当波长<1100 nm时，光子在接近光电二极管的表面被吸收，
所产生的电子空隙对的复合寿命很短，很多载流子并没有产
生光电流。所以在短波长段，响应度的值迅速降低。
雪崩二极管 (APD)
耗尽区
高阻材料
设计动机：在光生 电流尚未遇到后续 电路的热噪声时已 经在高电场的雪崩 区中得到放大，因 此有助于显著提高 接收机灵敏度
工作过程
拉通型雪崩二极管 (RAPD)
c
hc Eg
1.24 Eg(eV)
若波长比截止波长更长， 则光子能量不足以激励出 一个光子。
此图还说明，同一个
材料对短波长的吸收很强
烈 (s大) 。而且短波长激
发的载流子寿命较短，因 为粒子的能级越高，越不 稳定。
例
有一个光电二极管是由GaAs材料组成的，在300 k时 其带隙能量为1.43 eV，其截止波长为：
P Iip n//hqv1Rf 1esw
给定波长，与Pin无关
Ip qq
Pin hv hc
给定波长，R为常数
由光子能量不足造成
造成原因：1) 材料对短波长吸收强烈； 2) 高能量载流子nm - 1600 nm，InGaAs的
量子效率大约为90%，因此这个波长的响应度为：
Pin hv 例：能量为1.53x10-19 J的光子入射到光电二极管上，此二极管 的响应度为0.65 A/W，如果入射光功率为10 mW，则产生的光 电流为：
Ip P i n (0 .6A 5) /( 1 W μ 0 ) W 6 .5 μA
响应度、量子效率 vs. 波长
0.65
1.0 0.9 0.45
56.4110606 90%
在实际的应用中，检测器的量子效率一般在30%-95%之间。 一般增加量子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的 入射光子可以被吸收。但是，耗尽区越宽，pin的响应速度就 越慢。因此二者构成一对折衷。
pin的响应度
光电二极管的性能常使用响应度来表征：
Ip q(A/W)
h q v h q c 6 .6 0 . 9 1 2 1 3 .6 0 J 0 5 4 1 s3 1 C 1 0 9 8 m 0 7 .2 / s 1 5 50
当波长为1300 nm时：
7 . 2 1 5 5 A 0 /1 m . 3 / 1 W 6 0 m 0 0 . 9 A 4/ 2 W
c E h g c6 .1 6 .4 e 2 1 3 ( V 1 3 5 .0 6 J 4 1 s3 1 0 1 J 9 /8 e m 0 /)V s 8n 6m 9
因此，检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。
pin的量子效率
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为：
P w P i ( n 1 e sw )
光检测器介绍
主要内容
光电二极管的物理原理 光检测器噪声 检测器响应时间 雪崩倍增噪声 InGaAs APD结构 温度对雪崩增益的影响
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。
P (x)P 0(1es()x)
P(x)
其中s()为材料在波长处的吸收
系数，P0是入射光功率，P(x)是通 过距离x后所吸收的光功率。
s() 增加
x
不同材料吸收系数与波长的关系
光吸收系数 (cm-1) 光穿透深度 (mm)
特定的材料只能用于 某个截止波长范围内
光子能量增大方向
材料的截止波长c由
其带隙能量Eg决定：
IpPin(1Rf)1(esw)hqv
其中q是电子电荷。量子效率定义为产生的电子-空隙对与入射 光子数之比：
Ip /q Pin / hv
例
有一个InGaAs材料的光电二极管，在100ns的脉冲时段内 共入射了波长为1300nm的光子6×106 个，平均产生了 5.4× 106 个电子空隙对，则其量子效率可以等于：
耗尽区
pin光电二极管的工作原理
1. 能量大于或等于带隙
能量Eg的光子将激励价 带上的电子吸收光子的
能量而跃迁到导带上，
+-
可以产生自由电子空穴
对 (光生载流子)。
2. 耗尽区的高电
场使得电子空穴
对立即分开并在
反向偏置的结区
中向两端流动，
然后它们在边界
处被吸收，从而
在外电路中形成
光电流。
电子和空穴的扩散长度
只有少数载流子在电场作用下漂移
多数载流子的 扩散行为被反 向电场抑制
由于常态下少数载流子含量很少，因此漂移行为非常微弱
pin光电二极管的结构
pin 光电二极管是在掺杂浓度很高的p型、n型半导体之间加 一层轻掺杂的n型材料，称为i (本征)层。由于是轻掺杂，电 子浓度很低，加反向偏置电压后形成一个很宽的耗尽层。
当电载流子在材料中流动时，一些电子 - 空穴对会重新 复合而消失，此时电子和空穴的平均流动距离分别为Ln和Lp， 这个距离即扩散长度，分别由下式决定：
LnDn n 1/2
LpDp
1/2 p
Dn和Dp分别为电子和空穴的扩散系数，n和p为电子和空穴
重新复合所需的时间，称为载流子寿命。 在半导体材料中光功率的吸收呈指数规律：
目前常用的半导体光电检测器有两种：pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
6.1 光电二极管的物理原理
光电二极管实际上类似于一个加了反向偏压的pn结。它 在发向偏压的作用下形成一个较厚的耗尽区。当光照射到光 电二极管的光敏面上时，会在整个耗尽区 (高场区) 及耗尽区 附近产生受激跃迁现象，从而产生电子空穴对。电子空穴对 在外部电场作用下定向移动产生电流。
当波长大于1600 nm时，光子能量不足以激发出一个电子，例
如In0.53Ga0.47As的带隙能量为Eg = 0.73 eV，故截止波长为：
c
1.241.241.7μm Eg 0.73
当波长<1100 nm时，光子在接近光电二极管的表面被吸收，
所产生的电子空隙对的复合寿命很短，很多载流子并没有产
生光电流。所以在短波长段，响应度的值迅速降低。
雪崩二极管 (APD)
耗尽区
高阻材料
设计动机：在光生 电流尚未遇到后续 电路的热噪声时已 经在高电场的雪崩 区中得到放大，因 此有助于显著提高 接收机灵敏度
工作过程
拉通型雪崩二极管 (RAPD)
c
hc Eg
1.24 Eg(eV)
若波长比截止波长更长， 则光子能量不足以激励出 一个光子。
此图还说明，同一个
材料对短波长的吸收很强
烈 (s大) 。而且短波长激
发的载流子寿命较短，因 为粒子的能级越高，越不 稳定。
例
有一个光电二极管是由GaAs材料组成的，在300 k时 其带隙能量为1.43 eV，其截止波长为：
P Iip n//hqv1Rf 1esw
给定波长，与Pin无关
Ip qq
Pin hv hc
给定波长，R为常数
由光子能量不足造成
造成原因：1) 材料对短波长吸收强烈； 2) 高能量载流子nm - 1600 nm，InGaAs的
量子效率大约为90%，因此这个波长的响应度为：
Pin hv 例：能量为1.53x10-19 J的光子入射到光电二极管上，此二极管 的响应度为0.65 A/W，如果入射光功率为10 mW，则产生的光 电流为：
Ip P i n (0 .6A 5) /( 1 W μ 0 ) W 6 .5 μA
响应度、量子效率 vs. 波长
0.65
1.0 0.9 0.45
56.4110606 90%
在实际的应用中，检测器的量子效率一般在30%-95%之间。 一般增加量子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的 入射光子可以被吸收。但是，耗尽区越宽，pin的响应速度就 越慢。因此二者构成一对折衷。
pin的响应度
光电二极管的性能常使用响应度来表征：
Ip q(A/W)
h q v h q c 6 .6 0 . 9 1 2 1 3 .6 0 J 0 5 4 1 s3 1 C 1 0 9 8 m 0 7 .2 / s 1 5 50
当波长为1300 nm时：
7 . 2 1 5 5 A 0 /1 m . 3 / 1 W 6 0 m 0 0 . 9 A 4/ 2 W
c E h g c6 .1 6 .4 e 2 1 3 ( V 1 3 5 .0 6 J 4 1 s3 1 0 1 J 9 /8 e m 0 /)V s 8n 6m 9
因此，检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。
pin的量子效率
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为：
P w P i ( n 1 e sw )
光检测器介绍
主要内容
光电二极管的物理原理 光检测器噪声 检测器响应时间 雪崩倍增噪声 InGaAs APD结构 温度对雪崩增益的影响
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是：
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。
P (x)P 0(1es()x)
P(x)
其中s()为材料在波长处的吸收
系数，P0是入射光功率，P(x)是通 过距离x后所吸收的光功率。
s() 增加
x
不同材料吸收系数与波长的关系
光吸收系数 (cm-1) 光穿透深度 (mm)
特定的材料只能用于 某个截止波长范围内
光子能量增大方向
材料的截止波长c由
其带隙能量Eg决定：