激光辐照参数对光导型光电探测器响应的影响

文章针对激光照射下光导型碲镉汞光电探测器的响应特性展开了研究,主要讨论了强激光照射下辐照时间、波长及光功率密度对探测器响应特性的影响。从传统载流子的漂移扩散模型出发,在考虑温度的变化下推导出描述半导体载流子的动态方程,并通过数值模拟,给出了理论上的激光辐照主要参数对探测器电阻及输出电压的影响。结果表明:半导体探测器材料的热效应随辐照时间的增加而明显,随功率密度的增加而明显,但与波长的变化没有太大联系;输出电压随功率密度的增加而增加最终趋于饱和。

光导型光电探测器瞬变行为的仿真

较强功率的激光辐照半导体探测器时既产生光电效应又产生热效应 ,提出了反映光电效应的载流子输运模型和反映热效应的热扩散模型。计算了不同激光辐照功率密度下PC型HgCdTe探测器内的光生载流子浓度和热平衡载流子浓度 ,由此对探测器的瞬变行为进行了仿真计算 。

双光束组合激光辐照光导型CdS光电探测器的实验研究

为研究波段内和波段外组合激光对光导型光电探测器的辐照效应,实验采用532nm(波段内)和1319nm(波段外)双光束组合连续激光辐照光导型CdS光电探测器,分别改变两束激光的辐照功率,得到探测器的电压响应曲线。实验结果表明,光电探测器对波段内和波段外激光都有响应,但在激光开始和停止辐照瞬间探测器对两束激光的响应电压刚好相反。探测器对波段外激光的电压响应随线性工作区间内的波段内激光功率升高而增大;随着波段内激光趋于饱和,对波段外激光的响应电压近似指数级下降。分析认为,光电探测器对波段外激光的响应为光激发热载流子效应,是由自由载流子吸收激光能量产生带内跃迁引起的;波段内激光辐照影响探测器对波段外激光的吸收系数。

光导型HgCdTe光电探测器对双波段组合激光辐照动态响应的数值模拟

采用数值方法,考虑波段内激光的本征载流子带间跃迁吸收和波段外激光的自由载流子带内跃迁吸收的光吸收机制,以及器件温升对载流子寿命、浓度、迁移率和光吸收系数等材料参数的影响,通过求解粒子数平衡方程和热传导方程的联立方程组,研究了PC型HgCdTe光电探测器在波段内和波段外双光束组合激光辐照下的动态响应过程。计算结果证实了探测器对波段内和波段外激光的电压响应方向相反;结果显示探测器对波段外激光的反向电压响应随波段外激光功率升高迅速增大,线性区间的波段内背景光辐照使波段外光响应迅速增大,随波段内激光使探测器趋于饱和,波段外光响应逐渐减小。