光子探測器

《計(jì)量學(xué)名詞》第一版。 解讀詞條背后的知識(shí) 施努卡機(jī)器視覺 施努卡（蘇州）智能裝備有限公司官方帳號(hào)

光子探測器CCD介紹

電荷耦合器件（CCD）是一種高靈敏度的光子探測器。CCD分為許多光敏小區(qū)域（稱為像素），可用于構(gòu)建感興趣場景的圖像。落在由一個(gè)像素定義的區(qū)域內(nèi)的光子將轉(zhuǎn)換為一個(gè)（或多個(gè)）電子，并且收集的電子數(shù)量將與每個(gè)像素處的場景強(qiáng)度成正比。CCD移出時(shí)，可以測量每個(gè)像素中的電子數(shù)量，并且...

利用輻射與物質(zhì)相互作用的光輻射探測器。這種探測器在吸收光子后隨之產(chǎn)生與接收到的光子數(shù)成比例的輸出。

半導(dǎo)體光子型探測器的性能在很大程度上取決于制備探測器所用的半導(dǎo)體材料。本征半導(dǎo)體材料比摻雜半導(dǎo)體材料更加有用。本征半導(dǎo)體材料既能用來制作光導(dǎo)型探測器，又能制做光伏型探測器；而摻雜半導(dǎo)體只能做成光導(dǎo)型探測器。截止波長較長的半導(dǎo)體光子型探測器，大多數(shù)必須在較低溫度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探測器在室溫下的探測率明顯低于低溫下的探測率。為了保持半導(dǎo)體光子型探測器的正常工作，常把探測器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測器達(dá)到較低的工作溫度。

大多數(shù)航天遙感器上采用的可見光光電探測器主要為光子探測器。當(dāng)光子探測器吸收光子后，由于材料的光電效應(yīng)，材料的電子狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致其電學(xué)性能發(fā)生變化，從而獲得入射輻射的信息。光子探測器其有響應(yīng)速度快、靈敏度高等特點(diǎn)。同時(shí)光子探測器的響應(yīng)是波長的函數(shù)，各種探測器都有其截止頻率，其響應(yīng)隨波長變短而下降。描述探測器性能的主要參數(shù)有響應(yīng)率、光譜響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)等。用于航天遙感的有單個(gè)硅光電二極管的單元器件，也有由幾個(gè)到數(shù)十個(gè)分立硅光電二極管規(guī)則排列的多元并掃探測器陣列，還有由幾百個(gè)到數(shù)萬個(gè)光敏元排列的CCD線陣和CCD面陣器件。

利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個(gè)對(duì)光子敏感的光電陰極，當(dāng)光子投射到光電陰極上時(shí)，光子可能被光電陰極中的電子吸收，獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中，光電子在帶正電的陽極的作用下運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于，在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設(shè)置了多個(gè)電位逐級(jí)上升并能產(chǎn)生二次電子的電極（稱為打拿極）。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發(fā)生倍增效應(yīng)，最后形成較大的光電流信號(hào)。因此，光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉(zhuǎn)換器,它由光電陰極、陽極和一個(gè)簡單的電子光學(xué)系統(tǒng)組成。光電子在受到陽極加速的同時(shí)又受到電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦，當(dāng)它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時(shí)，便發(fā)出綠色的光像信號(hào)。