光电探测器是一种受光器件，具有光电变换功能，是一种把光辐射能量转换为便于测量的电能的器件。常用的光电探测器有光电二极管和雪崩光电二极管。
光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1μA），称为暗电流。有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压的作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流就越大。这种特性称为光电导。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
雪崩光电二极管利用半导体结构中的载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号，以提高检测的灵敏度。当一个半导体二极管加上足够高的反向偏压时，在耗尽层内运动的载流子就可能因碰撞电离效应而获得雪崩倍增。人们最初在研究半导体二极管的反向击穿机构时就发现了这种现象。当载流子的雪崩增益非常高时，二极管进入雪崩击穿状态；在此以前，只要耗尽层中的电场足以引起碰撞电离，则通过耗尽层的载流子就会具有某个平均的雪崩倍增值。在雪崩光电二极管中，PN结加合适的高反向偏压，可使耗尽层中光生载流子受到强电场的加速作用而获得足够高的动能，它们与晶格碰撞电离产生新的电子-空穴对，这些载流子又不断引起新的碰撞电离，造成载流子的雪崩倍增，得到电流增益。
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有机小分子是最早被用于制备有机光电倍增探测器的材料。20世纪90年代，Hiramoto及其合作者就开始了关于有机光电倍增探测器的一系列研究［409，413，414，432，433］。研究表明，如果在PEDOT∶PSS／C60界面处插入一层20nm厚的BCP，器件将失去光电倍增性能。2010年，Hammond等人以CuPc、C60分别作为活性层的给、受体制备了体异质结光电倍增探测器，结构为ITO／NTCDA／C60／C60∶CuPc（7∶3）／BCP／Al，如图7.3所示［434］。......
2023-06-24
然而，在有机半导体材料中无法实现碰撞电离，这是由于有机半导体中的激子束缚能比较高，大约在0.1～1.4eV，较无机半导体材料的束缚能高了约三个数量级［408］。因而，设计基于有机半导体材料的倍增型光电二极管无法直接借鉴传统无机雪崩二极管中的理论。首先，我们将介绍有机光电倍增探测器的基本器件结构、工作机理及其基本性能参数。随后，我们针对活性层分别为有机小分子和聚合物材料两种不同类型的光电倍增探测器进行了详细介绍。......
2023-06-24
这种利用电子陷阱辅助空穴形成的隧穿效应正是有机光电倍增探测器实现量子效率超过100%的原理所在。以上所述为有机光电倍增探测器中空穴陷阱辅助下的电子隧穿效应。有机光电倍增探测器由于其活性层的材料不同，可分为小分子基及聚合物基两种不同类型。......
2023-06-24
早期研究的有机光电倍增探测器大多是基于小分子，活性层的制备主要是采用热蒸镀方法来实现。Li等人则提出利用有机光导材料Y-TiOPc来获得高性能光电倍增探测器［204］。......
2023-06-24
要求阴极镀有光电发射材料，并有足够的面积来接收光的照射。光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓的二次电子是指电子或光子以足够大的速度轰击金属表面，使金属内部的电子再次逸出金属表面，这种再次逸出金属表面的电子叫作二次电子。图3-52光电倍增管的电路图3-52光电倍增管的电路......
2023-06-22
为了满足不同领域的应用需求，出现了PN结光电二极管［165，166］、PIN光电二极管［167-169］、雪崩光电二极管［170，171］、金属-半导体-金属光电探测器等不同结构的光电探测器。本章围绕金属-无机半导体-金属光电探测器为主题展开综述。随后，详细介绍了以GaAs、InGaAs、Si／Ge、GaN、ZnO等无机材料作为半导体层的MSM-PDs在过去所取得的研究进展。此外，还介绍了利用金属微纳结构拓展较宽带隙半导体材料MSM-PDs在红外波段响应特性的研究进展。......
2023-06-24
1980年，Sugeta等人提出的GaAs基MSM-PDs公开发表，该器件为肖特基型共面MSM-PD，其光电响应速度小于100ps［200］。1983年，Wang和Bloom报道了带宽达到100GHz的GaAs基MSM-PDs［221］。调整叉指电极的几何参数可以进一步优化GaAsMSM-PDs的响应带宽。1992年，Litvin等人基于掺杂N型AlxGa1-xAs与不掺杂GaAs复合结构实现了具有40GHz频率响应的MSM-PDs［231］。随后，他们还研究了布拉格反射镜增强型2DEGMSM-PDs器件的性能［233，234］。......
2023-06-24
一般来说，根据光电编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类。生产线上常采用的是增量式光电编码器。增量式光电编码器其结构是由光栅盘和光电检测装置组成的。图2-16光电编码器原理示意图光电编码器的码盘条纹决定了传感器的最小分辨角度。图2-17增量式编码器输出脉冲示意图计算工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。......
2023-06-15
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