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光电探测器：技术和选型指南
2023-07-29 15:45:27 | 技术支持 浏览量：669
光电探测器：技术和选型指南
一、光电探测器选择指南：五个问题
1.波长范围要多宽？
2.探测器要多快？
3.预估光斑有多大？
4.探测器要多灵敏？
5.应用要求多高的集成度？
二、PN二极管：术语定义
基本原理：光能变成电能Ep→Ee
◆PN结
◆光电二极管的主要参数
量子效率：EQEλ= 电子数/所有的入射光子数
响应度：Rλ= 探测器输出/输入光功率[A/W]
响应度和EQE的关系
◆光电二极管材料决定波长范围
◆NEP定义
信噪比(SNR)=1:单位=W/√Hz
◆探测能力的定义 
比探测能力： 
◆带宽决定可测量的最小信号
◆康冠光电 根据3dB极限定义NEP规格
◆康冠光电 网站的技术文件，如下图：
◆光电二极管等效电路中的四个基本元件(电流源)：
◆光电二极管等效电路中的四个基本元件（并联电容）：
◆光电二极管等效电路中的四个基本元件（并联电阻）：
◆光电二极管等效电路中的四个基本元件（串联电阻）：
三、工作模式和信号处理
◆两种工作模式：取决于应用要求
工作模式和信号处理
◆信号处理
◆包含TIA的信号处理
工作预防措施
◆入射光功率限制Φin:
工作预防措施
◆饱和极限计算
四、外部衰减
◆需要探测更高功率？光束衰减！
五、集成度
六、雪崩光电二极管：工作原理
基本原理：光能变成电能Ep→Ee
◆偏置电压提高雪崩区的电场
◆一个光子触发多个电子
◆雪崩光电二极管特征
基于雪崩效应的响应度相比PIN二极管高5-100倍
倍增因子M随偏置电压升高(M=1等同0V偏压)
跨阻增益与M因子相乘
七、雪崩光电二极管：康冠光电产品
多种APD型号：InGaAs或Si
八、雪崩光电二极管：应用
九、平衡探测器：工作原理
◆探测两输入信号的光功率之差
◆抑制共模输入信号中的波动
十、平衡探测器：康冠光电产品
十一、平衡探测器：应用
◆LiDAR
平衡探测器：应用
◆ LiDAR：激光雷达
◆ OCT：光学相干层析
◆ OTDR：光学时域反射测量
◆ THz探测
十二、光电探测器选择指南
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康冠光电探测器选择指南
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图片 |
探测器系列 |
波长范围 |
带宽 |
输入 |
特性
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高速InGaAs 光电探测器(PT/PD) |
850~1650nm |
PT:10G/20G/ 40GHz PD:10G/20G/ 50GHz |
单模/多模光纤,(FC/PC、FC/APC) |
InGaAs/Si,带放大TIA，不带放大 |
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高灵敏度 光电探测器(HSP) |
850~1650nm 320~1000nm 900~2300nm |
(200K/200M/ 500M/1G/2G/10GHz)多种带宽可选 |
单模/多模光纤;光纤耦合/自由空间 |
PIN-FET,(10跨阻抗~1200跨阻抗) |
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低噪声 光电探测器 |
200nm~2300nm波段可选 |
1GHz |
光纤耦合/自由空间 |
InGaAs/ InP集成了前置放大器,最高可达10.7Gb/s |
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APD雪崩 光电探测器 |
320~1000nm 850~1650nm
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200M/500M/1G/10GHz |
光纤耦合/自由空间 |
低噪声、高增益、增益平坦 |
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平衡探测器 |
320~1000nm 850~1650nm
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80M/200M/ 350M/ 1600MHz |
光纤耦合 |
InGaAs/PIN, Si/PIN;AC耦合/DC耦合 |
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模拟宽带 光探测器 |
780\850\1064\ 1310\1550nm |
6/10/14/18/20GHz |
单模光纤 保偏光纤 多模光纤 |
高可靠性，响应度可达0.9A/W@1550nm RF,放大器可定制 |
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增益可调 光电探测器 |
320~1000nm 850~1650nm |
DC-500KHz（典型值） |
光纤耦合/自由空间 |
InGaAs/Si,低噪声，增益可调（最高5×106 V/W） |
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