光电探测器的发展|分类

　　光电探测器能把光信号转换为电信号，根据光电探测器对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器;另一类是热探测器。

光电探测器的发展历史

　　Z早用来探测可见光辐射和红外辐射的光电探测器是热探测器。其中，热电偶早在1826年就已发明出来。1880年又发明了金属薄膜测辐射计。1947年制成了金属氧化物热敏电阻测辐射热计。1947年又发明了气动探测器。经过多年的改进和发展，这些光电探测器日趋完善，性能也有了较大的改进和提高。

　　从20世纪50年代开始人们对热释电探测器进行了一系列研究工作，发现它具有许多独特的优点，一度使这个领域研究很活跃。但是，与光子探测器相比，这些光电探测器的探测率仍较低，时间常数也较大。

　　应用广泛的光子探测器，除了发展Z早、技术上也Z成熟、响应波长从紫光到近红外的光电倍增管以外，硅和锗材料制作的光电二极管、铅锡、Ⅲ～Ⅴ族化合物、锗掺杂等光电探测器，目前均已达到相当成熟的阶段，主要性能已接近理论极限。

　　1970年以后又出现了一种利用光子牵引效应制成的光子牵引探测器。其主要用于CO2激光的探测。八十年代中期，出现了利用掺杂的GaAs/AlGaAs材料、基于导带跃迁的新型光探测器——量子阱探测器。这种器件工作于8～12μm波段，工作温度为77K。

光电探测器的发展现状

　　现在，光电探测器的发展主要集中在红外，已开始研制第三代红外探测器，并提出了第三代红外热像仪的概念，主要是双色或三色高性能、高分辨率、制冷型热像仪和智能焦平面阵列探测器。因此红外探测技术较长远的发展趋势是开发出第三代。

　　由于红外光电探测器技术的不断完善，从光电探测器芯片上提升技术已相当困难。为进一步提高性能，人们现在把注意力转到红外光电探测器的信号读出集成电路(ROIC)上。随着计算机技术和集成电路的发展，ROIC已有很大的进展，中规模的红外焦平面阵列和相应的读出电路在20世纪90年代已形成生产规模。

　　现在发达国家正在研制用于大规模焦平面阵列(三代器件)、有多种功能的ROIC和智能化焦平面阵列。智能化焦平面阵列是片上处理系统，在光敏芯片上模仿动物的视网膜功能，对光-电转换后的信号作预处理，然后再输出数据。这个过程虽然不属于直接接收光信号的过程，但对光电探测器的综合性能有极大影响。

光电探测器的分类

　　光电探测器的diyi种分类：

　　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。

　　光电探测器的第二种分类：

　　按照光电探测器件的空间分辨率也可分为两类：一类是成像器件，另一类是非成像器件。

　　1、成像器件

　　利用光电探测器，构成图像传感器，对可见光或者红外光谱进行测量，形成光学图像以供处理。主要有CCD和CMOS，广义上，眼睛也属于这类探测器。

　　2、非成像器件

　　所有除成像器件以外的光电探测器件均可称为非成像器件，各种热探测器和大部分光子探测器均属于这一类。