光电检测技术中的基础知识课件.ppt

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1、关于光电检测技术中的基础知识现在学习的是第1页，共42页辐射度学的基本物理量辐射通量辐射通量e:e:单位时间内通过一定面积单位时间内通过一定面积发射、传播或接受发射、传播或接受的的辐射能辐射能量量Q，又称辐射功率，又称辐射功率Pe，是辐射能的时间变化率。单，是辐射能的时间变化率。单位：瓦位：瓦 定义式？定义式？辐射强度辐射强度ee：点点辐射源在给定方向上通过单位立体角内的辐射源在给定方向上通过单位立体角内的辐射通量辐射通量。单位。单位W/Sr 辐射亮度辐射亮度L Le：面辐射源单位投影面面辐射源单位投影面积定向发射的积定向发射的辐射强度辐射强度。单位：单位：W/m2Sr辐射出射度辐射出射度e：

2、扩展辐射源扩展辐射源单位辐射面所辐射的单位辐射面所辐射的通量通量（也称辐射本领）（也称辐射本领）。单位：。单位：W/m2辐射照度辐射照度Ee：单位受照面上接受的单位受照面上接受的辐射通量辐射通量。单位。单位W/m2现在学习的是第2页，共42页光度学的基本物理量光度学的基本物理量光通量光通量v:v:单位时间内通过一定面积发射、传播或接受的单位时间内通过一定面积发射、传播或接受的光能量光能量，又，又称光功率称光功率Pv，是光能的时间变化率。单位：流明，是光能的时间变化率。单位：流明lm发光强度发光强度vv：点辐射源在给定方向上通过单位立体角内的点辐射源在给定方向上通过单位立体角内的光通量光通量。单

3、。单位位cd 光亮度光亮度L Lv：辐射表面定向发射的辐射表面定向发射的光强度光强度。单位：。单位：cd/m2光出射度光出射度v：面光源单位面积所辐射的面光源单位面积所辐射的光通量光通量（也称发光本领）。（也称发光本领）。单位：单位：lm/m2光照度光照度Ev：投射在单位面积上的投射在单位面积上的光通量光通量。单位。单位lx现在学习的是第3页，共42页现在学习的是第4页，共42页1、两者的相同点：、两者的相同点：光度量和辐射度量的定义、定义方程是一光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的。一对应的。辐射度量和光度量都是波长的函数。辐射度量和光度量都是波长的函数。2、两者的不同点：、两者的不

4、同点：符号不同：辐射度量下标为符号不同：辐射度量下标为e，例如，例如Qe，e，Ie，Me，Ee，光度量下标为，光度量下标为v，Qv，v，Iv，Lv，Mv，Ev。单位不同（略）单位不同（略）研究范围不同，光度量只在可见光区研究范围不同，光度量只在可见光区（nm)才有意义。才有意义。现在学习的是第5页，共42页晴天阳光直射地面照度约为晴天阳光直射地面照度约为100000lx晴天背阴处照度约为晴天背阴处照度约为10000lx晴天室内北窗附近照度约为晴天室内北窗附近照度约为2000lx晴天室内中央照度约为晴天室内中央照度约为200lx晴天室内角落照度约为晴天室内角落照度约为20lx阴天室外阴天室外50

5、500lx阴天室内阴天室内550lx月光（满月）月光（满月）2500lx日光灯日光灯5000lx电视机荧光屏电视机荧光屏100lx阅读书刊时所需的照度阅读书刊时所需的照度5060lx在在40W白炽灯下白炽灯下1m远处的照度约为远处的照度约为30lx晴朗月夜照度约为晴朗月夜照度约为0.2lx黑夜黑夜0.001lx现在学习的是第6页，共42页其它基本概念其它基本概念见见P51、点源、点源2、扩展源（朗伯源、余弦辐射体）、扩展源（朗伯源、余弦辐射体）3、漫反射面（散射面）、漫反射面（散射面）4、定向辐射体（激光）、定向辐射体（激光）现在学习的是第7页，共42页导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体

6、半导体的特性半导体的特性半导体的能带结构半导体的能带结构见见P8本征半导体与杂质半导体本征半导体与杂质半导体平衡和非平衡载流子平衡和非平衡载流子载流子的输运过程载流子的输运过程半导体的光吸收效应半导体的光吸收效应返返 回回现在学习的是第8页，共42页1、自然存在的各种物质，分为气体、液体、固体。、自然存在的各种物质，分为气体、液体、固体。2、固体按导电能力可分为：导体、绝缘体和介于两、固体按导电能力可分为：导体、绝缘体和介于两者之间的半导体。者之间的半导体。3、电阻率、电阻率10-6 10-3欧姆欧姆厘米范围内厘米范围内导体导体电阻率电阻率1012欧姆欧姆厘米以上厘米以上绝缘体绝缘体电阻率介于

7、导体和绝缘体之间电阻率介于导体和绝缘体之间半导体半导体现在学习的是第9页，共42页1、半导体电阻温度系数一般是负的，而且对温度变化非常敏、半导体电阻温度系数一般是负的，而且对温度变化非常敏感。根据这一特性，可制成热电探测器件。感。根据这一特性，可制成热电探测器件。2、导电性受极微量杂质的影响而发生十分显著的变化。（纯、导电性受极微量杂质的影响而发生十分显著的变化。（纯净净Si在室温下电导率为在室温下电导率为510-6/(欧姆欧姆厘米厘米)。掺入硅原子数百万。掺入硅原子数百万分之一的杂质时，电导率为分之一的杂质时，电导率为2/(欧姆欧姆厘米厘米)3、半导体导电能力及性质受光、电、磁等作用的影响。

8、、半导体导电能力及性质受光、电、磁等作用的影响。现在学习的是第10页，共42页1、本征半导体就是没有杂质和缺陷的半导体。、本征半导体就是没有杂质和缺陷的半导体。2、在绝对零度时，几乎不导电。、在绝对零度时，几乎不导电。3、在纯净的半导体中掺入一定的杂质，可以显著地控制半导、在纯净的半导体中掺入一定的杂质，可以显著地控制半导体的导电性质。体的导电性质。4、掺入的杂质可以分为施主杂质和受主杂质。、掺入的杂质可以分为施主杂质和受主杂质。5、施主杂质电离后成为不可移动的带正电的施主离子，同时、施主杂质电离后成为不可移动的带正电的施主离子，同时向导带提供电子，使半导体成为电子导电的向导带提供电子，使半导

9、体成为电子导电的n型半导体。型半导体。见见P106、受主杂质电离后成为不可移动的带负电的受主离子，同时向、受主杂质电离后成为不可移动的带负电的受主离子，同时向价带提供空穴，使半导体成为空穴导电的价带提供空穴，使半导体成为空穴导电的p型半导体。型半导体。见见P10现在学习的是第11页，共42页处于热平衡状态的半导体，在一定温度下，载流子处于热平衡状态的半导体，在一定温度下，载流子浓度一定。这种处于热平衡状态下的载流子浓度，浓度一定。这种处于热平衡状态下的载流子浓度，称为平衡载流子浓度。称为平衡载流子浓度。半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。如半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。如果对半导体施

10、加外界作用，破坏了热平衡的条果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，态，这种处于非热平衡状态下的载流子浓度，这种处于非热平衡状态下的载流子浓度，称为非称为非平衡载流子浓度。平衡载流子浓度。处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是平衡载流子浓度，比它们多出一部分。比平衡状态平衡载流子浓度，比它们多出一部分。比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。2、平衡载流子浓度、平衡载流子浓度3、非平衡载流子浓度、非平衡载流子浓度1、

11、非平衡载流子、非平衡载流子现在学习的是第12页，共42页非平衡载流子的产生非平衡载流子的产生光注入光注入：其它方法其它方法：用光照使得半导体内部产生非平衡载流子。用光照使得半导体内部产生非平衡载流子。当光子的能量大于半导体的禁带宽度时，光子就能把价带电子激发当光子的能量大于半导体的禁带宽度时，光子就能把价带电子激发到导带上去，产生电子空穴对，使导带比平衡时多出一部分电子，到导带上去，产生电子空穴对，使导带比平衡时多出一部分电子，价带比平衡时多出一部分空穴。价带比平衡时多出一部分空穴。产生的非平衡电子浓度等于价带非平衡空穴浓度。产生的非平衡电子浓度等于价带非平衡空穴浓度。？光注入产生非平衡载流子

12、，导致半导体电导率增加。光注入产生非平衡载流子，导致半导体电导率增加。电注入、高能粒子辐照等。电注入、高能粒子辐照等。现在学习的是第13页，共42页扩散扩散漂移漂移复合复合现在学习的是第14页，共42页1、物体受光照射，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，、物体受光照射，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，其余的光透过物体。其余的光透过物体。2、吸收包括：本征吸收、杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收、吸收包括：本征吸收、杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收、晶体吸收晶体吸收3、本征吸收、本征吸收由于光子作用使电子由价带跃迁到导带由于光子作用使电子由价带跃迁到导带4、只有在入射光子能量大于

13、材料的禁带宽度时，才能发生本征激发、只有在入射光子能量大于材料的禁带宽度时，才能发生本征激发现在学习的是第15页，共42页见见P12现在学习的是第16页，共42页1、绝对黑体的概念、绝对黑体的概念见见P142、基尔霍夫定律、基尔霍夫定律3、谱朗克辐射公式、谱朗克辐射公式 4、斯忒藩、斯忒藩-玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律5、维恩位移定律、维恩位移定律现在学习的是第17页，共42页光电效应光电效应1、光电效应的定义、光电效应的定义光照射到物体表面上使物体发射电子、或导电率发生变光照射到物体表面上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等，这种因光照而引起物体电学特化、或产生光电动势等，这种因光

14、照而引起物体电学特性发生改变性发生改变统称统称为光电效应为光电效应光电效应包括外光电效应和内光电效应光电效应包括外光电效应和内光电效应2、光电效应的分类、光电效应的分类3、外光电效应的定义外光电效应的定义物体受光照后物体受光照后向外发射电子向外发射电子多发生于金属和金多发生于金属和金属氧化物属氧化物(又叫光电发射效应又叫光电发射效应)4、内光电效应的定义内光电效应的定义物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸不会逸出物体外部出物体外部多发生在半导体多发生在半导体5、光热效应的定义现在学习的是第18页，共42页内光电效应又分为光电导效应和光生伏特

15、效应内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应光电导效应：光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象子数显著增加而电阻减少的现象光生伏特效应：光生伏特效应：光照在半导体光照在半导体PN结或金属结或金属半导体接触上时，会在半导体接触上时，会在PN结或金属结或金属半半导体接触的两侧产生导体接触的两侧产生光生电动势光生电动势。PN结的光生伏特效应：当用适当波长的光照射结的光生伏特效应：当用适当波长的光照射PN结时，由于结时，由于内建场的作用内建场的作用（不加外电场），光生电子拉向（不加外电场），光生电子拉

16、向n区，光生空穴拉向区，光生空穴拉向p区，相当于区，相当于PN结上加一个结上加一个正电压正电压。半导体内部产生电动势半导体内部产生电动势（光生电压）（光生电压）；如将；如将PN结短路，则会出现电结短路，则会出现电流流（光生电流）（光生电流）。现在学习的是第19页，共42页 光热效应光热效应：材料受光照射后，光子能量与晶：材料受光照射后，光子能量与晶 格格相互作用，振动加剧，温度升高，材料的性质发生变相互作用，振动加剧，温度升高，材料的性质发生变化化热释电效应热释电效应：介质的极化强度随温度变化而变化，：介质的极化强度随温度变化而变化，引起电荷表面电荷变化的现象引起电荷表面电荷变化的现象辐射热计

17、效应辐射热计效应：入射光的照射使材料由于受热而：入射光的照射使材料由于受热而造成电阻率变化的现象造成电阻率变化的现象温差电效应温差电效应：由两种材料制成的结点出现温差而：由两种材料制成的结点出现温差而在两结点间产生电动势，回路中产生电流在两结点间产生电动势，回路中产生电流现在学习的是第20页，共42页1、光电检测器件的分类、光电检测器件的分类2、光电检测器件中的噪声、光电检测器件中的噪声3、光电检测器的特性参数、光电检测器的特性参数现在学习的是第21页，共42页光电检测器件的类型光电检测器件的类型光电检测器件是利用物质的光电效应把光信号转换成电信号的器件.光电检测器件分为两大类:光子(光电子)

18、检测器件热电检测器件现在学习的是第22页，共42页光电检测器件光电检测器件光子（光电子）器件光子（光电子）器件光子（光电子）器件光子（光电子）器件热电器件热电器件热电器件热电器件真空器件真空器件真空器件真空器件固体器件固体器件固体器件固体器件光电管光电管光电倍增管光电倍增管真空摄像管真空摄像管 变像管变像管 像增强管像增强管光敏电阻光敏电阻光电池光电池光电二极管光电二极管 光电三极管光电三极管 光纤传感器光纤传感器 电荷耦合器件电荷耦合器件CCD热电偶热电偶/热电堆热电堆热辐射计热辐射计/热敏电阻热敏电阻热释电探测器热释电探测器现在学习的是第23页，共42页光电检测器件的特点光电检测器件的特点

19、光子器件光子器件热电器件热电器件响应波长有选择性，一般有截响应波长有选择性，一般有截止波长，超止波长，超 过该波长，器件过该波长，器件无响应。无响应。响应波长无选择性，对可见光响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同到远红外的各种波长的辐射同样敏感样敏感响应快，吸收辐射产生信号需响应快，吸收辐射产生信号需要的时间短，要的时间短，一般为纳秒到一般为纳秒到几百微秒几百微秒响应慢，一般为几毫秒响应慢，一般为几毫秒现在学习的是第24页，共42页1.4.1.光电探测器中的噪声光电探测器中的噪声从示波器中可以看到，在一定波长的光照下光电探测器输出的光电信号并不是平直的，而是在平均值上下随机的起

20、伏，见下图所示。图中的直流信号值这种随机的、瞬间的幅度不能预知的起伏，称为噪声。这种随机的、瞬间的幅度不能预知的起伏，称为噪声。一般用均方噪声电流来表示噪声值的大小：噪声电流的均方值代表了单位电阻上所产生的功率，它是确定的可测得的正值。现在学习的是第25页，共42页把噪声这个随机时间函数进行频谱分析，就得到噪声功率随频率变化关系，即噪声功把噪声这个随机时间函数进行频谱分析，就得到噪声功率随频率变化关系，即噪声功率谱率谱S(f)。S(f)数值定义为频率数值定义为频率f的噪声在的噪声在1 电阻上所产生的功率，电阻上所产生的功率，即即S(f)=。左下图所示，根据功率谱与频率的关系，常见噪声分为两种：

21、功率谱大小与频率无左下图所示，根据功率谱与频率的关系，常见噪声分为两种：功率谱大小与频率无关的称白噪声；功率谱与关的称白噪声；功率谱与f近似成反比的称为近似成反比的称为lf噪声。噪声。一般光电检测系统的噪声包括右上图所示三种：一般光电检测系统的噪声包括右上图所示三种：(1)光子噪声光子噪声 包括：信号辐射产生的噪声和背景辐射产生的噪声。包括：信号辐射产生的噪声和背景辐射产生的噪声。(2)探测器噪声探测器噪声 包括：热噪声、散粒噪声、产生包括：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、复合噪声、1f噪声和温度噪声。噪声和温度噪声。(3)信号放大及处理电路噪声信号放大及处理电路噪声 现在学习的是第26页，

22、共42页噪声在实际的光电探测系统中是极其有害的。由于噪声总是与有用信号混在一起，因而影响对信号特别是微弱信号的正确探测。一个光电探测系统的极限探测能力往往受探测系统的噪声所限制。所以在精密测量、通信、自动控制等领域，减小和消除噪声是十分重要的问题。现在学习的是第27页，共42页光电探测器光电探测器常见的噪声常见的噪声(5种种)热噪声热噪声散粒噪声散粒噪声产生产生-复合噪声复合噪声1/f噪声噪声温度噪声温度噪声现在学习的是第28页，共42页1、热噪声、热噪声或称约翰逊噪声或称约翰逊噪声，即载流子无规则的热运动造成，即载流子无规则的热运动造成的噪声。的噪声。导体或半导体中每一电子都携带着电子电量作

23、随机运导体或半导体中每一电子都携带着电子电量作随机运动动(相当于微电脉冲相当于微电脉冲)，尽管其平均值为零，但瞬时电，尽管其平均值为零，但瞬时电流扰动在导体两端会产生一个均方根电压，称为热噪流扰动在导体两端会产生一个均方根电压，称为热噪声电压。声电压。热噪声存在于任何电阻中，热噪声存在于任何电阻中，热噪声与温度成正比热噪声与温度成正比，与频率无关，热噪声又称为白噪声。与频率无关，热噪声又称为白噪声。现在学习的是第29页，共42页 因载流子热运动引起的电流起伏或电压起伏称为热噪声。因载流子热运动引起的电流起伏或电压起伏称为热噪声。热噪声均方电流和热噪声均方电压分别由下式决定热噪声均方电流和热噪声

24、均方电压分别由下式决定 式中式中 k k是玻尔兹曼常数；是玻尔兹曼常数；T T是温度是温度(K)(K)；R R是器件电阻值；是器件电阻值；f f为所取的通带宽度为所取的通带宽度(频率范围频率范围)。载载流流子子热热运运动动速速度度取取决决于于温温度度，所所以以热热噪噪声声功功率率与与温温度度有有关关。在在温温度一定时，热噪声只与电阻和通带有关，故热噪声又称白噪声。度一定时，热噪声只与电阻和通带有关，故热噪声又称白噪声。在在常常温温下下适适合合于于101012 12 HzHz频频率率以以下范围下范围现在学习的是第30页，共42页2、散粒噪声、散粒噪声 随机起伏所形成的噪声称为散粒噪声随机起伏所形

25、成的噪声称为散粒噪声,也叫也叫散弹噪声散弹噪声。入射到光辐射探测器表面的光子是随机起伏的；入射到光辐射探测器表面的光子是随机起伏的；光电子从光电阴极表面的逸出的是随机的；光电子从光电阴极表面的逸出的是随机的；PN结中通过结区的载流子也是随机的；结中通过结区的载流子也是随机的；它们都是一种散粒噪声源。散粒噪声电流的表达式为它们都是一种散粒噪声源。散粒噪声电流的表达式为 式中，式中，q为电子电荷；为电子电荷；I为器件输出平均电流；为器件输出平均电流；f为所取的带宽。为所取的带宽。散粒噪声也是与频率无关、与带宽有关的白噪声。散粒噪声也是与频率无关、与带宽有关的白噪声。散粒噪声是光电探测器的固有特性，

26、对大多数光电探测器的研究散粒噪声是光电探测器的固有特性，对大多数光电探测器的研究表明：散粒噪声具有支配地位。例如光伏器件的表明：散粒噪声具有支配地位。例如光伏器件的PN结势垒是产生散粒结势垒是产生散粒噪声的主要原因。噪声的主要原因。现在学习的是第31页，共42页3、产生、产生-复合噪声复合噪声半导体受光照，载流子不断产生半导体受光照，载流子不断产生-复合。复合。在平衡状态时，在载流子产生和复合的平均数是一定的在平衡状态时，在载流子产生和复合的平均数是一定的但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的。但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的。载流子浓度的起伏引起半导体电导率的起伏。载流子浓

27、度的起伏引起半导体电导率的起伏。产生产生-复合噪声电流均方值复合噪声电流均方值式中式中,I为器件输出总的平均电流；为器件输出总的平均电流；N0为总的自由载流子数；为总的自由载流子数；为载流子寿命；为载流子寿命；f为测量噪声的频率。为测量噪声的频率。现在学习的是第32页，共42页4、1f噪声（噪声（闪烁噪声或低频噪声闪烁噪声或低频噪声）这这种种噪噪声声的的功功率率谱谱近近似似与与频频率率成成反反比比，故故称称1/f 噪噪声声。其其噪噪声声电电流流的的均均方值近似为方值近似为 式中式中,接近于接近于2；在在0.81.5之间；之间；c是比例常数。是比例常数。、c值由实验测得。值由实验测得。在在半半导

28、导体体器器件件中中1f噪噪声声与与器器件件表表面面状状态态有有关关。多多数数器器件件的的1/f 噪噪声声在在300Hz以以上上时时已已衰衰减减到到很很低低水水平平，所所以以频频率率再再高高时时可可忽忽略略不不计计。频率越低噪声越大频率越低噪声越大现在学习的是第33页，共42页5 5、温度噪声、温度噪声由由于于器器件件本本身身温温度度变变化化引引起起的的噪噪声声称称为为温温度度噪噪声声。温温度度噪噪声声电电流流的的均均方值为方值为式中式中,G,Gt t为器件的热导；为器件的热导；C Ct tG Gt t是器件的热时间常数，是器件的热时间常数，C Ct t是器件的热容；是器件的热容；T T是温度是

29、温度(K)(K)。在低频时，在低频时，1 1；上式可简化为；上式可简化为低频时温度噪声也具有白噪声的性质。低频时温度噪声也具有白噪声的性质。？现在学习的是第34页，共42页上述各种噪声源的功率谱分布可用下图表示。由图可见；在频率很低时，lf噪声起主导作用；当频率达到中间频率范围时，产生-复合噪声比较显著；当当频频率率较较高高时时，只只有有白白噪噪声声占占主主导导地地位位，其其它它噪噪声声影影响响很很小小了了。？五种噪声都与f有关，f是等效噪声带宽，简称为带宽。若光电系统中的放大器或网络的功率增益为A(f)，功率增益的最大值为Am(下图所示)，则噪声带宽为现在学习的是第35页，共42页1.4.2

30、.光电探测器的特性参数光电探测器的特性参数 1.响应率响应率探测器的输出信号电压Vs或电流Is与入射的辐射通量之比，称为电压响应率或电流响应率SvSv的单位为vw，SI的单位为AW。2.光谱响应率光谱响应率探测器在波长为的单色光照射下，输出的电压Vs()或电流Is()与入射的单色辐射通量()之比称为光谱响应率。即Sv()或SI()随波长的变化关系称为探测器的光谱响应曲线。响响应应率率与与光光谱谱响响应率的区别是什么？应率的区别是什么？现在学习的是第36页，共42页3.等效噪声功率（等效噪声功率（NEP）如如果果投投射射到到探探测测器器敏敏感感元元件件上上的的辐辐射射功功率率所所产产生生的的输输

31、出出电电压压（或或电电流流）正正好好等等于于探探测测器器本本身身的的噪噪声声电电压压（或或电电流流），则则这这个个辐辐射射功功率率就就叫叫做做“噪噪声声等等效效功功率率”。通通常常用符号用符号“NEP”“NEP”表示表示式中式中 称为信噪比。称为信噪比。噪噪声声等等效效功功率率是是信信噪噪比比为为1 1的的探探测测器器探探测测到到的的最最小小辐辐射射功功率率。其其值值愈愈小小，探探测测器器所所能探测到的辐射功率愈小，探测器愈灵敏能探测到的辐射功率愈小，探测器愈灵敏。4.探测率与比探测率（探测率与比探测率（D与与D）等等效效噪噪声声功功率率NEP与与人人们们的的习习惯惯不不一一致致。所所以以，通

32、通常常用用NEP的的倒倒数数，即即探探测测率率D作作为为探探测测器器探探测最小光信号能力的指标。测最小光信号能力的指标。探测率探测率D的表达式为的表达式为对于探测器，对于探测器，D越大越好越大越好。比比探探测测率率又又称称归归一一化化探探测测率率，也也叫叫探探测测灵灵敏敏度度。实实质质上上就就是是当当探探测测器器的的敏敏感感元元件件面面积积为为单单位位面面积积（A A0 0lcmlcm2 2），放放大大器器的的带带宽宽ff1Hz1Hz时时，单单位位功功率率的的辐辐射射所所获获得得的的信信号号电电压压与噪声电压之比，通常用符号与噪声电压之比，通常用符号D D表示表示.D越小越好越小越好。现在学习

33、的是第37页，共42页5.时间常数时间常数时间常数表示探测器的输出信号随射入的辐射变化的速率。通常用时间常数（响应时间）来衡量探测器的惰性。如下图所示一般定义当探测器的输出上升达到稳态值的63%所需要的时间或下降到稳态值的37%所需要的时间称为探测器的时间常数。时间常数 也可由下式求出式中，fc为幅频特性下降到最大值的0.707（3dB）时的调制频率，也称探测器的上上限限频率频率。（上限频率指图中的哪里？）（上限频率指图中的哪里？）现在学习的是第38页，共42页6.线性线性探测器的线性在光度和辐射度等测量中是一个十分重要的参数。对光电探测器的线性在光度和辐射度等测量中是一个十分重要的参数。对光

34、电探测器，线性是指它输出的光电流或电压与输入的光通量成比例的程度和探测器，线性是指它输出的光电流或电压与输入的光通量成比例的程度和范围。探测器线性的下限往往由范围。探测器线性的下限往往由暗电流暗电流和噪声等因素决定，而上限通常和噪声等因素决定，而上限通常由饱和效应或过载决定。因此要获得宽的线性范围，必须使探测器工由饱和效应或过载决定。因此要获得宽的线性范围，必须使探测器工作在作在最佳的工作状态最佳的工作状态。现在学习的是第39页，共42页7、量子效率（）量子效率：在某一特定波长上，每秒钟内产生的光量子效率：在某一特定波长上，每秒钟内产生的光电子数与入射光量子数之比。电子数与入射光量子数之比。对理想的探测器，入射一个光量子发射一个电子，对理想的探测器，入射一个光量子发射一个电子，=1实际上，实际上，1量子效率是一个微观参数，量子效率是一个微观参数，量子效率愈高愈好量子效率愈高愈好。现在学习的是第40页，共42页量子效率与响应度的关系量子效率与响应度的关系I/q：每秒产生的光子数P/h：每秒入射的光子数现在学习的是第41页，共42页感谢大家观看26.09.202226.09.2022现在学习的是第42页，共42页