光電探測(cè)器的分類

　　光電探測(cè)器分為光電二極管、雪崩光電管、四象限探測(cè)器、位敏探測(cè)器、波長(zhǎng)感應(yīng)探測(cè)器。

　　1. 光電二極管(PIN)：應(yīng)用于一般通用場(chǎng)合。針對(duì)特殊應(yīng)用，可以增加探測(cè)器信號(hào)放大和探測(cè)器前置濾光片。

　　2. 雪崩光電管(APD)：主要用于微弱信號(hào)場(chǎng)合，同時(shí)具備快速響應(yīng)能力，可以提供各種尺寸和封裝類型。

　　3. 四象限探測(cè)器(Quadrant)：由一個(gè)四激活區(qū)域的芯片組成，主要應(yīng)用于位置傳感。

　　4. 位敏探測(cè)器(PSD)：入射光能量轉(zhuǎn)換為位置相對(duì)的連續(xù)電流輸出，位置信號(hào)是相對(duì)于入射光的“光學(xué)中心”。

　　5. 波長(zhǎng)敏感探測(cè)器(WS)：用于檢測(cè)單色光波長(zhǎng)或復(fù)合光的峰值波長(zhǎng)，光譜分辨率可達(dá)0.01nm。

　　應(yīng)用范圍：安全防護(hù)，激光測(cè)距，工業(yè)控制，分析儀器，軍工航天，醫(yī)療設(shè)備，光通訊。

 

光電探測(cè)器噪聲分類

　　光電探測(cè)器噪聲包括:散彈噪聲、熱噪聲、產(chǎn)生-復(fù)合噪聲、1/f噪聲和溫度噪聲等。

　　1、散彈噪聲：由于光電探測(cè)器在光輻射作用或熱激發(fā)下，光電子或載流子隨機(jī)產(chǎn)生造成的。存在于真空發(fā)射管和半導(dǎo)體器件中，屬于白噪聲。

　　2、熱噪聲：暗電流大小與偏壓、溫度及反向飽和電流密切相關(guān)。PN結(jié)外加正向偏壓，暗電流隨外加電壓增大成指數(shù)急劇增大，遠(yuǎn)大于光電流，因此加正偏壓無意義。PN結(jié)外加反向偏壓，暗電流隨反向偏壓增大有所增大，*后等于反向飽和電流，其值遠(yuǎn)小于光電流。

　　3、產(chǎn)生-復(fù)合噪聲：半導(dǎo)體中載流子產(chǎn)生與復(fù)合的隨機(jī)性而引起的載流子濃度的起伏。與散彈噪聲本質(zhì)相同，都是由于載流子隨機(jī)起伏所致，所以有時(shí)將該噪聲歸并為散彈噪聲。不是白噪聲，低頻限噪聲。是光電探測(cè)器的主要噪聲源。

　　4、1/f噪聲：(又稱電流噪聲、閃爍噪聲或過剩噪聲)，低頻噪聲，幾乎所有探測(cè)器都存在。探測(cè)器表面工藝狀態(tài)對(duì)該噪聲影響很大。頻譜近似與頻率成反比。主要出現(xiàn)在1kHz以下的低頻區(qū)，工作頻率大于1kHz時(shí)，與其他噪聲相比可忽略。

　　5、倍增噪聲：光電倍增管

　　6、雪崩噪聲：雪崩光電二極管

　　7、溫度噪聲：熱探測(cè)器本身吸收和傳導(dǎo)等熱交換引起的溫度起伏。

 

光電探測(cè)器測(cè)試系統(tǒng)介紹

　　一、系統(tǒng)的主要測(cè)試功能

　　1、固定圖案噪聲和瞬時(shí)噪聲

　　2、響應(yīng)率和探測(cè)率

　　3、動(dòng)態(tài)范圍/線性度

　　4、NETD

　　5、非均勻性校正

　　6、壞像元定位

　　7、光譜響應(yīng)

　　8、串音/MTF

　　二、組成

　　測(cè)試系統(tǒng)包括三個(gè)基本單元：

　　一個(gè)帶支撐的光學(xué)平臺(tái);

　　一個(gè)帶多種支架的控制柜;

　　一臺(tái)計(jì)算機(jī)：帶有視頻采集卡，數(shù)據(jù)采集

　　和處理的軟件。

　　三、光學(xué)機(jī)械單元

　　1. 一個(gè)光學(xué)平臺(tái)，規(guī)格1.25m×1.25m

　　2. 一個(gè)高溫腔式黑體和一個(gè)差分黑體(可見 /紅外源)

　　3. 一個(gè)單色儀，一個(gè)光學(xué)調(diào)制盤和一個(gè)熱釋電探測(cè)器(用于測(cè)量光譜響應(yīng))

　　4. 一個(gè)針孔靶標(biāo)和一套水平/垂直狹縫靶標(biāo)(用于測(cè)量串音和MTF)

　　5. 一套光學(xué)系統(tǒng)，用于將靶標(biāo)聚焦在探測(cè)器上

　　6. 三維電動(dòng)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)用于探測(cè)器的定位

　　7. 一塊連接探測(cè)器和控制柜的電路板

　　四、控制機(jī)柜

　　控制機(jī)柜包含以下單元：

　　1.偏置電壓發(fā)生器

　　2.時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器

　　3.鎖相放大器

　　4.低噪聲的模數(shù)轉(zhuǎn)換器

　　5.三維電動(dòng)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)控制器

　　6.光學(xué)調(diào)制盤控制器

　　7.差分黑體控制器

　　8.高溫腔式黑體控制器

　　五、計(jì)算機(jī)和軟件

　　計(jì)算機(jī)配置了視頻采集卡。采用windows操作系統(tǒng)軟件具有如下功能：

　　1. 器件設(shè)置：?jiǎn)卧?多元器件，像元數(shù)，幀頻，積分時(shí)間，像元大小，視場(chǎng)角，壞像元的定義準(zhǔn)則

　　2. 偏置電壓和時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)置

　　3. 像元重組

　　4. 瞬時(shí)噪聲和固定圖案噪聲的測(cè)量

　　5. 響應(yīng)率，探測(cè)率和NETD計(jì)算

　　6. 動(dòng)態(tài)范圍和線性度

　　7. 壞像元定位

　　8. 非均勻性校正

　　9. 光譜響應(yīng)曲線

　　10. MTF曲線

　　11. 串音

　　12. 選擇所需的區(qū)域

　　13. 圖形旋轉(zhuǎn)，放大，自動(dòng)范圍

　　14. 存儲(chǔ)圖像