波长1.06微米处激光通讯所用的高灵敏度光学接收器

国际罗克韦尔科学中心已研制成一种高灵敏度的光学接收器，它能用于1.06微米波长处的激光通讯,并以1.4千兆位/秒之速率运转。这项研制是响应美囯空军需要适于空中应用的激光通讯系统而制定的。这种光学接收器采用了一种新的倒置的同质结构GaAs-Pb雪崩型光电二极管,该二极管在1.06微米波长处的量子效率为96%。     

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。     

雪崩光电二极管使激光测距仪测程成倍增加

五机部209研究所研制出一种雪崩光电二极管。该雪崩光电二极管的耗尽层较厚,倍增区较宽,因而具有较高的倍增因子,对于1.06微米波长的辐射具有较高的灵敏度。二极管的峰值响应波长在0.95微米附近,感光面直径为Ф0.8和Ф1.5毫米。     

激光对硅光电二极管的损伤

研究了受强光辐照的硅光电二极管的热损伤。报道了由1.06微米激光脉冲辐照的硅光电二极管的损伤阈值，辐照时间τ为10^-8~1秒。阈值激光辐照产生可见的微观损伤，并使光响应永久降级。响应度的损失随激光感应加热引起的检波二极管特性的降级而来。时间与波长的依赖关系同处理由高斯激光束辐照的半无限材料的热模型所预言的相符。     

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)。     

人眼安全激光测距机用的探测器

通常,激光测距机系统的工作波长为1.06微米。它用 Nd:YAG 激光作光源,硅雪崩光电二极管作探测器。使用这些系统的问题在于人眼能聚焦1.06微米辐射,从而严重地危害了人眼的安全。解决达一问题的办法是将工作波长加到人眼安全光谱区,而同时保持YAG系统的紧凑、便携、牢固等特点。A.M.Johnson 讨论了手持式激光测距机系统设计的约束条件。美国放射卫生局、国家标准协会和军用标准 MIL STD TB-MED-279都已给出安全波长和曝光量指南。根据这些标准,我们应选择大于1.4微米的工作波长,于是提出了一个关键性问题,即这种系统将用哪种光学器件呢?     

APD-1型硅雪崩光电二极管的激光测距实验

雪崩光电二极管具有较高的量子效率和倍增因子,在对1.06微米波长的探测方面,具有比光电倍增管和硅光电二极管高的灵敏度,正日益广泛地在激光测距机中被采用。使用雪崩光电二极管时,窄带干涉滤光片是不可缺少的元件,因为这时背景辐射的干扰成了限制激光测距系统接收灵敏度的主要因素,必须用窄带干涉滤光片予以抑制。     

通讯系统中的碲镉汞光电二极管

为了在广泛范围内给红外系统提供高性能探测器,研究了蹄镉汞材料和光电二极管制造工艺。首先强调的是安排10.6微米激光的探测器,即使设计和制造的探测器复盖1.5～14微米的红外波谱。因为光通讯所考虑的主要激光光源是10.6微米的CO_2激光,所以本文的主题是考虑在该波长上影响探测器性能的因素。本文对影响光电二极管性能的基本材料、掺杂浓度和载流子的传输进行了讨论。此外,介绍了特殊应用的光电二极管设计中的折衷考虑,同时介绍了在材料和制造工艺改进后预计可以得到的性能。     

激光对光电探测器的损伤阈值研究

本文研究了1.06μm和0.53μm激光对硅pin光电二极管以及硅雪崩光电管的永久性损伤效应,测出了损伤阈值。实验发现,光电探测器的PN结受到激光热烧伤是造成其永久性损伤的重要因素,损伤阈值的大小与激光波长、脉冲宽度以及光电探测器结构有关。     

硅PIN光电二极管

本所已于1977年研制出用于红外、激光测距、激光通信等多方面用途的光探测接收器件——0.9微米和1.06微米高速PIN硅光电二极管(两个品种各四个系列),并已定型生产。经二十多个单位试用,证明性能良好:响应速度快,灵敏度高,暗电流小。用户均感满意。硅PIN光电二极管各系列的技术参数如下表所示:     

1.06微米和1.54微米的宽带雪崩光电探测器组合件

本文介绍了探测器组合件的研制结果。1.06微米和1.54微米的两种组合件是完整的通用光接收机,它利用了雪崩光电二极管。他们使组装系统灵敏度——雪崩光电二极管的主要问题得到了解决。在其各自的波长上在宽广温度范围内两种组合件的带宽为0～50兆赫,响应度为3×10~4伏/瓦,噪声等效功率为10~(-12)瓦·赫~(-1/2)。     

关于激光自动跟踪光电光学系统的评价

本文结合以硅光电四象限二极管为接收元件,以波长1.06微米激光为信息的自动跟踪光电光学系统的设计,通过对电子计算机大量计算结果的分析、归纳和对比,论述了在光电光学系统的设计中,为什么点列图是一种较好的方法,以及如何进行点列图评价来指导光学系统的设计。文中首先概括介绍了各种评价方法及它们各自的局限性,然后从光电光学系统的作用,以及对它们的要求为起点,论述了为什么用点列图评价比较好,从点列图都可以看     

激光用光电倍增管和雪崩光电二极管的比较

把光电倍增管和雪崩光电二极管作为短光脉冲探测器进行了比较,就像在激光测距或激光脉冲编码调制通信系统中可能遇到的那样。已推导出放大器-滤波器组合的最佳光谱响应的表示式,它使两种探测器的信/噪比达到最大值。假定使用了这种最佳滤波器,然后计算了两种探测器的与探测器量子效率、激光脉冲长度和背景光亮度成函数关系的激光脉冲的最小可探测能量。例如,对在1.06微米时激光脉冲长度为100、10和1毫微秒的探测器已作了比较。     

1～3微米光谱区用(Hg,Cd)Te光电二极管激光接收器

各种组分的(Hg,Cd)Te灵敏高速光电二极管探测器已制成,用于1～3微米的光谱区。这些探测器工作于室温,量子效率为40～70％,比探测度由1.3微米波长的3×10~(11)厘米·赫~(1/2)/瓦到3微米波长的5×10~9厘米·赫~(1/2)/瓦。冷却光电二极管探测器可改进性能。在77°K下2.2微米波长的比探测度测得为2×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦,接近背景限。对探测器-前置放大器组件进行了响应时间测量,用的是0.9、1.06及1.54微米的脉冲辐射。响应时间约为10毫微秒,似乎与波长无关,但受RC乘积和放大器频带宽的限制。若光电二极管接一频带很宽的放大器,脉冲响应就被RC之积限制到0.5毫微秒,并测得另一时间常数(约为5毫微秒),据说它是由储存的载流子的渡越时间决定的。     

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。     

高温焦平面用光伏Hg_(1-x)Cd_xTe技术

Hg_(1-xCdxTe)光电二极管技术的最近进展是提高了整个1～20微米光谱段高温的探测器灵敏度。对1～3微米辐射灵敏的短波长光电二极管,室温蜂值探测率是在4×10~(11)和8 × 10~8厘米赫1/2/瓦之间,视峰值波长而定。对3～5微米辐射灵敏的中等波长光电二极管,在193K和130K温度下的峰值探测率分别为1×10~(11)和1 ×10~(12)厘米赫1/2/瓦。对12微米辐射灵敏的长波长光电二极管,其峰值探测率在65K时为5×10~(10)厘米赫1/2/瓦,在10K时为5×10(11) 厘米赫1/2/瓦。     

激光二极管抽运高效LiNdP_4O_(12)激光器

1～1.5微米波长的激光振荡对采用超低损耗玻璃纤维的光学纤维传输系统非常重要,因为这种低损耗玻璃纤维在1.3微米附近色散最小而且损耗最低。二极管抽运的钕激光器作为这种波长范围的小型化振荡器已有报道。固体钕激光器与三元或四元半导体二极管相比有几个吸引人的特点:光谱宽度窄,热漂移很小,空间模纯净和光     

每秒20次掺钬氟化钇锂激光发射器

1.引言和任务研制波长大于1.06微米的激光目标指示器在陆军引起了很大的重视。掺钬氟化钇锂(HO:YLF)发射波长2.06微米,是一种颇有希望的材料。本文将介绍每秒20次2微米激光指示器的设计和结构以及波长1.06微米指示器的系统特点。     

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     

硅光电二极管的新发展

1.硅光电二极管的新发展在各种波长(蓝、近紫外)激光器迅速发展情况下,探测这些波长的激光硅光电二极管有了新的发展。蓝、近紫外激光的新应用是,用可调染料激光器进行吸收研究,对于有机分子键的分解和激光多普勒测速。 2.新产品性能新型的硅光电二极管是通过平面扩散、氧钝化制备的,响应率改进了20％～57％。美国联合探测器技术公司目前已进入试生产。表1是该公司生产的硅光电二极管样品的预计性能,从蓝光到近紫外的激光波长有