光電探測器基本參數介紹 - 筱曉小課堂

更新時間：2024-01-26

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PIN型光電探測器

InGaAs（銦鎵砷）是探測器的材料類型，不同的材料響應的光波段不同。下面列出幾種常見材料的典型工作波段。

硅：400~1100nm

銦鎵砷：800~1700nm

砷化銦：2.15~3.5um

碲鎘汞：2~12um

砷化稼：500~850nm

它的工作波長是800~1700nm，表明該探測器只對800~1700nm的光有響應，這要求您所要探測的光必須在該范圍內，否則就需要更換其他波段的材料。

工作帶寬，它表明了該款探測器能響應的光功率變化頻率。

以第一款為例（InGaAs單元探測器 100MHz-筱曉(上海)光子技術有限公司,MCT探測器,半導體激光二極管,中紅外QCL激光器,光纖放大器,光電探測器 (microphotons.cn)）它的帶寬是100MHz，那么它就可以響應光在100MHz以內的調制信號，如果有大于100MHz的調制成分，那幾乎會全丟失，這在頻域上會更好理解。如果您探測的光是緩慢變化甚至是恒定的，沒有高動態響應的需求，那這個參數就不需要考慮了。

響應度是描述探測器靈敏度的參量。

它代表探測器輸出信號和輸入信號的關系，一般分為電壓響應度RV和電流響應度RI。

如果產品沒有明確寫出，看單位即可。比如本文例舉的這個產品，響應度0.95A/W@1550nm，明顯就是電流響應度。

它表明輸入的光功率和響應光電流的比值，至于為什么要專門表明是1550nm下的響應度，那是因為響應度本身就是波長的函數，需要選擇一個波長去比較。

跨阻增益

表示該款探測器還會對產生的光電流進行跨阻放大，從而變成電壓信號，單位是V/A。

飽和光功率表示該款探測器能響應的最大功率

超過這個光功率值后，探測器的輸出信號不再隨著輸入光功率的變大而變大，不再滿足之前定義的響應度了。以PD-100M-A為例，它的飽和光功率是140uW，響應度是0.95A/W，相乘得到飽和光電流是133uA，然后經過30kV/A的跨阻增益，最終輸出的飽和電壓是3.99V。

NEP，用于表示探測器最小可探測的功率。

因為所有的探測器都是存在本底噪聲的，如果您輸入的光功率十分微弱，引發的光電流全被淹沒在噪聲里面，那么這個光功率認為是沒有探測到。現在想象這么一種情況，我們逐漸增加輸入光功率，直到激發的電信號正好和噪聲齊平，再高一點，就會超出本底噪聲顯現出來了。這個功率值，我們就定義為探測器的噪聲等效功率（Noise Equivalent Power,NEP）。

問

現在我們看到PD-100M-A的NEP參數，5pW/sqrt(Hz)。噪聲等效功率的單位不應該是功率嗎？

問

為什么會除以sqrt(Hz)?

答

實際上這里的NEP是歸一化的，它將原來的NEP再除以帶寬的平方根，才得到這個歸一化的NEP。所以我們直接將5pW/sqrt(Hz)×sqrt(100MHz)，得到50nW，才是該探測器能探測到的最小光功率值。

輸出耦合方式，分為DC耦合和AC耦合兩種。

DC耦合可以理解為原始電壓信號直接輸出，AC耦合額外添加了直流電壓信號的過濾，只輸出交流信號。

剩下的一些通用器件參數，本文不再贅述。

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