光子探测器件介绍

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在诸多光子探测器件中占据主导地位的是高性能半导体光电二极管、红外探测器与固体成象器件。
(1) 半导体光电二极管
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属于这类器件的主要有PIN型光电二极管和雪崩型光电二极管(APD)。目前以InGaAs制作的PIN与APD已作为高灵敏度、高响应度的光电探测器在光纤通信、光纤传感等领域广泛使用，并占据了主导地位。近年来，PIN器件的性能不断提高，其脉冲响应已达到ps量级。APD是一种具有增益能力的探测器，具有很高的灵敏度，因此更被看好。现在已对各种APD结构，如SAPD、SAM-APD、SAGM-APD以及量子阱APD等展开了深入研究。其中SAM-APD被认为是一种成功的结构形式，SAGM-APD是对SAM-APD的进一步完善，并已开始实用化。量子阱APD是一种新颖结构并具有发展前景的光电探测器，目前也已趋于实用化。
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(2) 红外探测器
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确切讲，这里的红外探测器件是指光纤通信波段(850nm～1550nm)以外的中远红外探测器。它们主要应用于红外成象、制导、遥感、跟踪以及空间通信与光电对抗等技术应用领域。已研制和开发的各种红外探测器件，其中以HgCdTe为材料的单元、多元及焦平面阵列探测器件受到广泛重视。 在3μm～ 5μm 波段，HgCdTe 与 InSb的焦平面阵列探测器件互为竞争对象，各有长处。在 8μm ～ 1 4μm 波段，则以HgCdTe焦平面阵列探测器件为发展重点。提高阵列单元数目、探索新材料和新结构也是发展红外探测器件的重要任务。

(3) 固体成象器件
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这里所谓固体成象器件，实质上可称之是一种“光子图象探测器”，目前，电荷耦合器件(CCD)已在固体成象器件中占据主导地位。CCD具有尺寸小、低电压、长寿命以及电子自扫描等一系列优点，加之无图形扭折、易于信息处理，因此在实现各种高速图象处理等方面得到广泛应用。目前CCD发展的特点是象素超高速集成和进一步微型化。因此CCD正在取代包括广播电视在内的电视摄像管，其竞争力是十分可观的。

自CCD问世以来，新结构、新工艺以及更灵活的芯片拼接技术不断涌现。值得关注的器件有帧内线转移(FIT)CCD、虚像(VP)CCD、电荷引动器件(CPD)、电荷扫描器件(CSD)以及极有发展前景的静电感应晶体管(SIT)图形传感器等等。以军事应用为背景的微光CCD(包括ICCD、 TDICCD) 及新一代固体红外热摄像阵列CCD(IRCID)等发展也十分迅速。这些器件已有相当部分进入实用阶段。