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；同时使装备具有很强的自主决策能力，增强了对抗，反对抗和自身的生存能力。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。

光电探测器的分类

按照光电探测器件的物理效应可分为两类：一类是利用各种光电效应的光子探测器，另一类是利用温度变化效应的热探测器;

1、光子探测器

光子探测器的工作原理是基于光电效应，入射的光子和材料中的电子发生相互作用，若产生的光电子逸出材料表面，则称为外光电效应;若产生了被束缚在材料内的自由电子或空穴，则称为内光电效应。

①外光电效应：光子发射效应;

②内光电效应：光电导效应，光生伏应，光磁电效应。

2、热探测器

热探测器的工作原理是光热效应，材料吸收光辐射后可以产生温差电效应、电阻率变化效应、自发极化强度的变化效应、气体体积和压强的变化效应等等，利用这些效应可制作各种热探测器。常用的光热效应有：热释电效应，温差效应，测辐射热效应。

探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。 有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。 当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。 不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。 尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。 有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。 很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。使用外部光电效应编辑当光电倍增管（光电倍增管，PMT）暴露在光线下时，电子从光电阴极发出并被倍增极放大。

如何选择光电探测器

光电探测器包括真空光电器件(光电倍增管等)和固体光电探测器(光电二极管、光导探测器、CCD等)。

光电倍增管(PHOTOMULTIPLIER TUBES，PMT)

光电倍增管(PMT)是一种具有极高灵敏度的光探测器件，同时还有快速响应、低噪声、大面积阴极(光敏面)等特点。

典型的光电倍增管，在其真空管中，包括光电发射阴极(光阴极)和聚焦电极、电子倍增极和电子收集极(阳极)的器件。当光照射光阴极，光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，通过进一步的二次发射得到倍增放大;放大后的电子被阳极收集作为信号输出(模拟信号输出)。因为采用了二次发射倍增系统，光电倍增管在可以探测到紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器件中具有极高的灵敏度和极低的噪声。所以扩散运动只对距离耗尽区范围较近的载流子才能通过扩散运动达到耗尽区中，并在电场中漂移产生光电流。

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