光通讯系统的光电探测器

本文综述了适用于宽带光通讯系统的高灵敏光电探测器的特性。包括有光电二极管、光电倍增器和波长0.3微米～10.6微米光电探测器。并讨论了用内电流增益提高高速光电探测器的灵敏度,其方法是用雪崩和电子倍增和用光外差探测进行。文中还评述了可见光和红外激光通讯系统的应用。     

HgCdTe红外焦平面工艺的进展

本文评述HgCdTe红外探测器焦平面工艺的进展,并对其最大潜力作了估价。 HgCdTe是可调禁带的合金半导体材料,可作成波段在2～14微米内的红外探测器。光导HgCdTe探测器阵列现在已被许多红外系统所采用。霍尼威尔公司和其他一些地方正进一步提高HgCdTe光电二极管的工艺水平,而成结技术对复杂的多元焦平面特别适合。本文小结了2～14微米光谱范围内红外焦平面工艺的进展及其可获得的最佳性能。文中评述了HgCdTe光电二极管与硅电荷耦合器件集成多元两维镶嵌阵列焦平面的方案和进展。最后,对HgCdTe红外电荷传输镶嵌焦平面的潜力作了评价。     

Mullard公司研制的3—5微米碲镉汞探测器

一、前言碲镉汞已经成为热成象用的最重要的红外探测器材料。业已证实,这种材料特别适用于制造2—14微米光谱区的探测器。Mullard公司当前的产品包括有各种光电导列阵、光二极管列阵和为提高性能而作焦面处理的相当先进的器件。现在,毫无疑问,碲镉汞是8—14微米探测器最好的材料。而且,近几年来,由于材料生长和列阵制造技术的迅速发展,在性能和设计的适应性方面都大有改进。表1详细地示出了各种典型性能,特别值得指出的是,整     

国外某些红外材料与器件的现状与展望

一、本征光子探测主要发展方向依然是三元系。较多地使用了各种外延工艺和离子注入工艺,主要目的是制作多元器件。 HgCdTe情况比较稳定。其主要进展是制成2.06微米雪崩光电二极管,用来接收探测环境污染的LiYF_4∶Ho激光;制成HgCdTe探测器与六级温差电致冷器的组件,用于10.6微米激光外差探测(表1)     

国外研制的几种1.06微米红外探测器

遵照伟大领袖毛主席关于“洋为中用”的教导,最近我们搜集了一些国外发表的有关1.06微米波长用的红外探测器的资料。现就几种具有代表性的器件的主要性能等问题作一简单介绍,以供参考。近十年来,激光技术的发展对快速、灵敏的光电器件,尤其是对探测1.06微米的辐射,即对探测掺钕激光的辐射提出了许多要求,如量子效率高、响应时间快、噪声低、面积较大及工作电压较低等。现扼要叙述一下可供1.06微米用的光电倍增管、光电二极管、雪崩光电二极管及磷砷铟光电器件等。     

未来遥感传感器用新型红外探测器的研制

分子束外延是用作生长低载流子浓度PbSnTe单晶薄膜的一种新工艺,这种材料适用于制备3～14微米波长区的红外探测器。已制成77K时8～14微米内具有背景限性能的PbSnTe光电二极管探测器和倒焊在铝衬底上的25元线列PbSnTe探测器。     

高性能碲镉汞探测器

碲镉汞对于红外工业的热成象来说是最重要的探测器材料。事实说明,这种材料极适于制作2～14微米的探测器,现已有光导阵列器件、光电二极管阵列器件,还有焦平面信息处理等更先进的器件。光导器件用的是一种“n”型材料,是用布里奇曼法在本公司生长的。由于有了这种技术,再加以对工艺作了深入的研究,从而使材料达到了很高的质量。近几年来,器件的性能和设计的选择性都有了很大的提高。8～14微米和3～5微米光导探测器的典型性能数据见表1。尤其要指出的是这些阵列器件的响应率和D~*的均匀性都很好,1/f拐点频率很低。     

半导体光电二极管和有关器件

半导体结器件(光电二极管、光电晶体管,等等)是0.1微米—1微米波长范围内的一种重要的探测器。光电二极管同光电导体相比,其主要优点是有高频响应。原因在于光电二极管的频率响应是由耗尽层电容和受激载流子的渡越时间所确定,而不是象光电导体那样由少数载流子的寿命或俘获时间所确定。本文阐述半导体结光电探测器的某些性能,重点在光电二极管方面。     

简易的亚毫微秒光电探测器

本文介绍一种非常简单便宜的光电探测器的设计和结构。探测器电路采用市售光电二极管,便能探测波长自紫外至1微米以上的亚毫微秒光源。     

供红外应用的高级碲镉汞光电二极管

本文讨论美国霍尼威尔公司新发展的四种碲镉汞光电二极管:1.2.06微米碲镉汞雪崩光电二极管;2.10.6微米碲镉汞光电二极管;3.R_0A乘积为0.7欧-厘米~2的高D~＊碲镉汞光电二极管(10.6微米);4.半导体致冷10.6微米光混频器。2.06微米雪崩光电二极管是为Q开关的掺钬氟化锂钇(Ho:YLF)激光器发展的。这种器件的雪崩增益为9～36。10.6微米光电二极管的平均量子效率为30％。制备了单元为250微米×250微米的五元线列,其单     

窄禁带半导体光电二极管的最新进展（上）

当前红外探测器的许多研究工作是致力于改进单元器件和大规模电子扫描列阵器件的性能,致力于获得较高的探测器工作温度。研究工作的另一个重要目标是促使这些红外探测器价格更便宜,使用更方便。本文提出了窄禁带半导体光电二极管性能的调研情况,讨论了各种红外光电二极管技术的最新进展,这些器件是：ＨgCdTe光电二极管、ＩnSb光电二极管、可替代ＨgCdTe的由Ⅲ－Ⅴ族和Ⅱ－Ⅵ族元素组成的三元合金光电二极管,以7及单片硫化铅一类的光电二极管。调查了这些光电二极管的性能,它们的工作波段包括：短波红外（ＳＷＩＲ）：１μm－３μm;长波红外（ＬＷＩＲ）：８μm－１４μm。与其它类型的光子探测器相比,ＨgCdTe探测器的工作温度较高,在中波红外区域,ＨgCdTe探测器使用热电致冷器工作,器件性能可能达到背景限水平,而长波ＨgCdTe红外探测器则需要工作在大约１００Ｋ的温度。与其它探测器比较焉,ＨgCdTe探测器的特点是吸收系数和量子效率较高,而热产生速率则相对较低。     

非制冷型InAsSb光电探测器及其应用

InAsSb是1种窄禁带超晶格材料，也是1种性能优良的红外探测器材料。本根据红外引信对目标识别的要求，首先将非制冷型InAsSb探测器与其它非制冷型探测器作一比较，然后具体分析4种InAsSb材料光电二极管的结构及性能，特别是各种因素对探测器性能的影响。     

红外探测器的最近发展

本文简述西德德律丰根通用电气公司红外探测器的近况,特别讨论了8～14微米光电二极管的发展,它们以铅锡硫族化合物(碲锡铅、硒锡铅、碲锡硒铅)作基础材料。p-n结分别用热扩散和离子注入形成。这些探测器预计可和现有的器件比美。     

一种硅光电接收处理集成电路的技术研究

介绍了一种在硅衬底上集成光电二极管探测器和双极接收放大处理电路的单芯片光电集成电路OEIC。从理论上阐述了光电器件实现的原理;为实现光电探测二极管与单片双极集成电路的兼容,设计了光电探测器的专用结构,并研制了光电探测器的专用模型。对接收处理电路进行了模拟仿真和优化设计。建立了与双极工艺兼容的制作光电二极管探测器的专用工艺;采用该工艺,对光电器件进行了版图设计、工艺制作和测试研究,给出了初步试验的方法和结果。     

10.6微米碲镉汞光电二极管组件

本报告叙述了在146K 工作的温差电致冷10.6微米碲镉汞探测器的研制。本工程在前六个月制出的光电二极管在146K 时量子效率为55%、带宽为156兆赫、饱和电流为3毫安,从而证实它在146K 下工作是可行的。本工程目前阶段验证了9级温差电致冷器和温差电致冷器——探测器的互连。在 Cutler—Hamer 公司机载仪表实验室的装置上做了 CO_2激光器外差测量,其噪声等效功率在177K 时可达到2×10~(-13)瓦/赫。在激光试验中探测器并没达到146K,这是因为探测器装置表面积太大,造成了辐射热负荷过大。探测器以177K(不是145K)工作时,由于截止波长的偏移而使其在10.6微米下的性能变坏。业已发现9级致冷器效率低,它要求87瓦输入功率。因为在175K 通过黑体的测量,得到了高量子效率,因此建议在170K 工作的最佳10.6微米探测器最好是采用6级温差电致冷器,它的功耗不到20瓦。     

0.1电子伏特碲镉汞光电探测器

根据俄歇限制的带—带过程确定n 型材料中的载流子寿命的假设,分析了0.1电子伏特碲镉汞光电探测器的最终D~*。光导器件和光电二极管在热限制下作的定量比较表明,在70°K 以上时,光导器件能提供较良好的最终性能。然而,在较低温度下,受少数载流子扫出限制了的光导器件的D~*的极限表明,较好的性能潜力由光电二极管来提供。与获得这些最终D~*值相联系的问题,在目前的探测器设计和制造工艺的基础上加以探讨。     

用于高灵敏度1.06微米光学接收器的异质结Ⅲ-V族合金光电探测器

讨论了一种新型的1.06微米的固体探测器。这种反向异质结Ⅲ—Ⅴ族合金台面光电二极管显示出接近100％的量子效率,特别是低的电容值,小的渡越时间和低的暗电流。这种探测器适用于灵敏的1.06微米光学接收器中。在许多应用中比其他现有的1.06微米光电探测器有较好的信噪比。详细地讨论了在规定的信号条件下给出最佳信噪比的选择光电二极管和前置放大器参数的一种最佳程序,以及讨论这种技术应用到一种推荐的系统中。在激光照明空中夜间成象系统中,最佳接收器的一种小尺寸异质结Ⅲ—Ⅴ族合金光电二极管探测器将给出比其他1.06微米探测器高得多的信噪比,即使其他的1.06微米探测器有较低的噪声等效功率(NEP)值的情况下也是如此。实际说明,为了比较探测器的特性参数,如噪声等效功率只适用于比较在某种特定类型应用中的同类探测器(例如在高背景辐射应用中比较各种红外光电导器件),而且对特定系统应用,在确定不同类型探测器的相对性能时只有很小的价值(例如比较光电倍增管、雪崩光电二极管和低噪声光电二极管)。     

HgCdTe混合焦平面阵列

前言近年来,HgCdTe已成为高密度焦平面阵列第二代红外成像系统的重要的半导体材料。为得到所需性能,提出一种采用HgCdTe光电二极管和硅电荷耦合器件的混合焦平面结构。异质结和薄基底二极管结构可保证在3～5微米和8～12微米两个波段制成性能高的器件。因为这两种结构都可大大降低饱和电流密度。本文介绍异质结和薄基底混合阵列的最近发展。     

红外探测器用PbSe薄膜的研究现状

PbSe薄膜作为一种窄禁带半导体材料,因其具有优异的室温光电敏感性和响应度而被广泛用于制造硒化铅红外探测器。本文归纳和总结了PbSe薄膜的性能特点、制备工艺、后期处理工艺、理论研究方向以及国内外PbSe红外探测器的研究现状等内容,并在此基础上,探讨了PbSe红外探测薄膜材料及器件未来可能的发展方向。     

碲镉汞本征光电探测器

因为半导体碲化镉和半金属碲化汞是可掺混的,因此生长出的碲镉汞单晶晶锭的本征能隙的光谱范围可在0.8到15微米。采用这种材料作为相干激光和热辐射探测的高性能本征光电探测器是最为理想的。例如,已用(Hg,Cd)Te 制成1～3μ范围的室温高速光电二极管;已用CO_2激光器证实了在78°K(Hg,Cd)Te外差探测器的最小可探测功率接近理论极限,以及已制造出在77°K 工作的8～15μ范围的高性能辐射探测器。