混合式光电探测器

混合式探测器(Hybrid Photodetector,HPD)作为一种新型的光电探测器件,是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时,光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子,经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面,产生大量的电子空穴对,电子空穴对在半导体内部进行迁移,并通过自身的雪崩效应实现倍增,最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)等倍增器件,克服了倍增单元信号易饱和的缺陷,增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率,具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外,该探测器具有多种结构,分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构,能够满足不同使用范围的探测需求;随着半导体阳极技术的发展,HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构,满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展,提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度,改善了器件的集成化程度,有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来,其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视,将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。     

可作光子计数的雪崩光电二极管

对于光电倍增管不适用的高灵敏度弱光探测应用，存在一种固体替代器件，即雪崩光电二极管。这种器件在半导体内产生光电倍增，而光电倍增管在真空中产生电子倍增。雪崩光电二极管具有与半导体技术有关的微型化优点。由于这种器件能对单光子计数和探测很短时间间隔，它们已在光雷达、测距仪探测器和超灵敏光谱学方面找到日益增长的应用。另外，雪崩光电二极管在光纤通讯方面正与PIN光电二极管相竞争。雪崩光电二极管如何工作与任何光电二极管，样，雪崩光电二极管中由两类半导体组成的p-n结只允许电流在一个方向流动。光电二极管由一个掺有…     

在特殊环境中使用的光电探测器

真空光敏探测器仍是探测弱光信号和图像的标准器件。在四十余年的发展中,光电倍增管和像增强器已经从实验室研究进入广泛地应用于各种仪器。光电倍增管用在要求高速响应的微弱幅射场合。而像增强器用于要求输出像比输入像更亮的场合或者用于要     

提高PMT光子计数系统探测灵敏度的方法

光电倍增管（PMT）光子计数是光子计数技术的一种,通过选择合适的低噪声光电倍增管,并对光电倍增管的光阴极和前几级倍增极进行致冷。以及合理地设计光电倍增管的高压偏置电路和设定后续甄别器的鉴别闽值,可以使PMT光子计数系统对弱光的探测灵敏度达到甚至优于10^-17W。文中阐述了PMT光子计数的原理及系统组成．并对提高系统探测灵敏度的技术环节进行了分析。     

固体脉冲激光测距中的光电探测研究

在固体脉冲激光测距中,采用光电倍增管作为探测器件应从概率接收角度来研究接收系统的探测能力。本文重点讨论了匹配接收情况下,光电倍增管量子效率、接收孔径面积、接收视场角、干涉滤光片带宽、距离选通等和探测能力的关系。结合具体接收参     

一种大尺寸微通道板型光电倍增管

针对高能物理、核物理等国家大科学装置对核心探测器件的需求,研究不同于金属打拿极型倍增系统的大尺寸微通道板型光电倍增管。该光电倍增管最主要的特点是具有20 in（1 in=2.54 cm）的低本底玻壳和微通道板型倍增极结构,使用Sb-K-Cs阴极作为光电转换阴极,该阴极对350~450 nm波段光子的量子效率高,倍增极采用两片微通道板,在电压比较低的情况下可实现107的倍增能力,从而提高了光电倍增管的探测效率和单光子探测能力。与传统的金属打拿极型光电倍增管相比,20 in微通道板型光电倍增管是一种全新的产品结构,具有单光子峰谷比高、本底低、响应时间快、后脉冲比例小等特点。     

脉冲累积法激光雷达中光电器件二值化特性的应用研究

介绍了一种脉冲累积法激光雷达方案及其模拟实验系统.主要就方案需要的二值化特性光电器件进行研究,理论上分析了二值化光增强器件对脉冲累积法成像激光雷达系统的探测距离、被测目标范围和探测稳定性的作用,分析了脉冲累积成像激光雷达系统所需的二值化光增强器理论模型.实验利用光电倍增管实现了单路二值化光电器件的构建,并给出其特性曲线.利用脉冲累积法激光雷达模拟实验系统初步验证了二值化特性对于脉冲累积成像激光雷达实验系统的测距稳定性的改善作用.     

机载激光测深光电倍增管变增益探测方法

对机载激光探测海水深度的大动态范围信号,提出了使用光电倍增管变增益探测方法来压缩其动态范围。给出了GDB333,GDB49,R1333光电倍增管增益控制特性,压缩信号动态范围达2.5×104倍,满足了机载激光测深系统的要求。使用光电倍增管变增益探测方法探测到的海底回波,也在文中进行了报道。     

单光子探测器的研究进展

单光子探测器能够探测极微弱光信号, 具有较高的灵敏度, 在民用和国防领域都有广泛的应用。近年来, 随着科学技术的飞速发展, 在传统光电探测器件不断优化和改进的同时, 其它新型光电探测器件也得到了极大发展且取得了重要技术成果。为深入了解单光子探测器的技术发展现状和趋势, 总结了目前具有代表性的单光子探测器在研究现状、技术难点和最新技术突破等方面的关键信息, 分析了光电倍增管和雪崩光电二极管等传统单光子探测器的优势与不足以及之后的技术发展方向, 同时还介绍了超导纳米线单光子探测器和基于新型2维材料的雪崩光电二极管等几类具有良好光电性能和巨大发展潜力的新型单光子探测器, 并对其发展前景进行了展望。     

采用差频响应光电倍增管的光测距系统

在光测距系统中,发射光源是以第一种频率进行调制的,在穿越被测距离之后,再由光电倍增管接收。固定在第二种频率的振荡器信号加到位于光电倍增管的光阴极附近的栅极上,因此产生大体上比第一种频率低的差频光电流信号,对此差频光电倍增管响应可靠。用相位探测差频信号来提供被测距离的连续指示。差频相位检波器系统包括本机振荡器,为了再现增加了信噪比的差频信号,通过线性鉴相器和伺服放大器把本机振荡器的相位锁定在差频信号上。为了改变由本机振荡器输出的非线性检波得到的无畸变斜坡函数读出信号波形的响应时间,伺服放大器的增益是可以改变的。     

半导体光电阴极的研究进展

半导体光电阴极具有量子效率高、暗电流小的优点,被广泛应用于光电倍增管、像增强器等各类真空光电探测和成像器件,促进了极弱光的超快探测和成像技术的发展。另外作为能够产生高品质电子束的真空电子源,用于加速器光注入器、电子显微镜等科学装置。本文首先介绍了目前常用半导体光电阴极的分类以及在真空光电探测成像、真空电子源领域的具体应用。然后对碱金属碲化物光电阴极、碱金属锑化物光电阴极、GaAs光电阴极三类典型半导体光电阴极的制备技术进行了总结,并介绍了微纳结构、低维材料、单晶外延等新技术在半导体光电阴极研制中的应用。最后对半导体光电阴极的技术发展进行了展望。     

单光子探测器件的发展与应用

介绍了最近几年单光子探测技术的应用和研究进展.阐述了光电倍增管、雪崩光电二极管和超导单光子探测器的基本工作原理,分析了它们的相关参数并进行了比较.讨论了各器件的工作特点及优缺点,最后对单光子探测技术应用发展前景作了展望.     

量子点使单个光子定位

在通信、计算和成像等技术领域 ,当前和今后不少研究工作进展的快慢取决于能否以高精度探测单个光子。传统上已有两种单光子检测器件 :光电倍增管和雪崩光二极管。两种器件中 ,每个光子均产生一个初始电子。但单个电子极难测量 ,其效应必须经放大。现在东芝研究所和英国剑桥大学的研究人员研制了一种新型器件 ,可以省去放大。在光电倍增管中 ,因光电效应 ,一个光子从光阴极上打出一个电子。然后电子被所加电压加速 ,飞向金属板或称倍增极 ,在倍增极上 ,其动能将几个额外的电子发射出来。这些电子再被加速而飞向下一倍增极。这一过程被多次重…     

高速光探测器及其应用

硏究与发展高速光探测器是为了探测由激光器、发光二极管射出的几毫微秒以下的短光脉冲，现在它被广泛用于使用激光器和发光二极管的光通信装置上。高速光探测器有光电倍增管和使用半导体的光电二极管、雪崩光电二极管。光电倍增管是利用外光电效应和二次电子倍增效应的具有内放大作用的光探测器。     

光电倍增管原理、特性与应用

光电倍增管是一种能将微弱的光信号转换成呆测电信号的光民转换器件。文中以北京滨松光子技术有限公司生产的R/CR系列产品为代表,介绍光电倍增管的一般原理、使用特性及其应用。并特别给出了在各咱应用领域所适用的光电倍增管的型号。     

大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法

针对水下无线光通信链路中近距功率饱和与远距功率不足导致的光信号采集失效的难题,提出一种大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法。该方法在水下无线光通信系统中加入由电控液晶光阀、可调增益光电倍增管及FPGA板卡组成的增益可控探测模块,该模块在链路功率和探测器增益两个维度对通信链路形成闭环调控,以保证光电倍增管始终工作在最优状态,从而实现水下远距离、高速、大动态范围无线光通信。     

固体脉冲激光测距中的光电探测实验分析

最小可探测功率是标志激光接收器和激光接收系统探测能力的主要参数。本文通过极限探测功率和最小可探测功率的理论结果的分析对提高激光探测能力的潜力做了估计;通过最小可探测功率的实际测试比较了光电倍增管和硅光电二极管接收系统对1.06μ激光的探测能力,并对两种探测器件的应用进行了讨论。     

光电倍增管在直接探测激光雷达中的应用研究

在高层大气探测中,直接探测多普勒激光雷达具有比较优势.总结了直接探测激光雷达作用距离方程,分析了大气溶胶与大气分子散射、消光作用对激光传输的影响,利用Kolmogorov湍流模型估算大气湍流对回波信号的衰减.比较了没有对回波信号放大和用光电倍增管探测时所需发射脉冲的能量,仿真结果显示光电倍增管用于直接探测激光雷达,很好地抑制了探测器中的热噪声,改善了系统的性能,探测灵敏度提高了25.54 dB.     

光子并合作用对激光雷达测量臭氧的影响分析

在激光雷达测量平流层下部臭氧时,我们发现光电倍增管接收到较低高度的强信号后,回波信号会产生光子并合现象。数据处理分析表明,光子并合现象对平流层下部臭氧测量的影响很大.为避免产生光子并合现象的产生,可以利用在接收光路上加装中性衰减片、提高光电倍增管开始工作的高度和降低光电倍增管增益等措施来分段测量,提高臭氧测量的精度.     

用于微光探测的光电倍增头

光子探测通常是要求高灵敏度的光学测量所要选择的方法.因为用近于皮秒的时间分辨率方法很容易实现单光子探测,这种方法应用的领域很广,诸如半导体检验,细菌和癌症探测、共焦显微镜和高能物理等.如果光子达到很高频率或信号具有限定的寿命,就要求探测器具有高带宽、高增益和高灵敏度.只有光电倍增管具有这种功能,它具有较大的面积,且容易得到.这种光电倍增管中的新型负电子亲和势光电阴极在可见光谱波段量子效率可达40%,从而使光子—电子间的转换灵敏度极高.