小型化高隔离度平衡光电探测器阵列研究

针对传统微波光子应用平衡光电探测器体积大、集成度低的问题,设计了一种基于光电混合集成封装技术的小型化、高隔离度平衡光电探测器阵列,通过集成多个平衡光电二极管芯片及其偏置与匹配电路,实现了4个独立通道的平衡光电探测功能,每个通道平均体积仅为588 mm3。此外,搭建了测试系统,对平衡光电探测器阵列的性能进行测试。测试结果表明:该平衡光电探测器阵列各个通道的响应度大于0.9 A/W,3 dB带宽约为12 GHz,带宽范围内的通道一致性优于±0.43 dB,共模抑制比大于30 dB,通道隔离度在50 dBc以上,在10 GHz处的饱和输入光功率大于8.4 dBm。

宽谱域光电探测器阵列信号实时处理算法优化研究

宽谱域光电探测器阵列是一种先进的光电设备,能够在广泛的光谱范围内检测光信号,光谱范围覆盖从红外到紫外的大部分光谱。然而,宽谱域探测器产生的数据量巨大,对实时处理算法提出了极高的要求。本文介绍了宽谱域光电探测器阵列的基本原理,探讨了新型算法的设计与优化方法。实践证明,该优化方法能够显著提高宽谱域光电探测器阵列信号的实时处理效率。

二极管组高性能光电探测器阵列的设计

针对行波光电探测器阵列仅提高了光电探测器的输出功率而输出带宽未得到改善的特点,提出了一种由光电二极管组构成的高性能行波光电探测器阵列新结构.即把两个光电二极管级联后再将两个级联支路并联,然后在光电二极管组上串联电容构成单个阵列单元,再按照阵列式结构将这些阵列单元用电感连接起来构成新型行波光电探测器阵列.对比分析了行波光电探测器阵列新旧结构的功率合成、频率响应和回波损耗特性.在应用同等数量二极管的条件下,新型行波光电探测器阵列输出功率减少了一半,但工作带宽提高了一倍.此外,回波损耗随着阵列中应用二极管数目的增加相对于原阵列而言改善得更加明显.研究结果表明,本文提出的行波光电探测器阵列新结构能够在增加输出功率的同时提高工作带宽,更好地满足未来光载无线通信对光电探测器高功率宽带宽的需求.

硅雪崩光电二极管单光子探测器

将硅雪崩光电二极管应用于盖革模式下 ,制作出高量子效率、低噪音、短死时间的单光子探测器 .设计并制作了雪崩抑制电路 ,获得探测器特性参量为无源抑制方式下死时间1 μs,有源抑制下 60～ 80 ns,输出脉冲宽度 1 5～ 2 0 ns.并详细检测了探测器直到液氮温度下的特性 .

新型雪崩光电二极管和CsI（Tl）晶体组成的闪烁探测器

本文介绍ｓ５３４５型雪崩光电二极管用于ＣｓＩ（Ｔｌ）晶体光信号的读出，测量了γ射线的能谱，对应于￣（２２）Ｎａ的１．２７ＭｅＶ的入射能量，得到６．８％的能量分辨率。并对能量分辨率与光耦合面积及晶体尺寸、成形时间、偏压的关系等进行了测量。将雪崩光电二极管和ＣｓＩ（Ｔｌ）晶体组成一种新型的闪烁探测器的实验研究这在国内尚属首次。

基于InGaAs/InP雪崩光电二极管的高速单光子探测器雪崩特性研究（英文）

报道了一种基于InGaAs/InP雪崩光电二极管、1.25GHz正弦波门控及贝塞尔低通滤波器的1.25GHz高速短波红外单光子探测器.通过调整比较电路的鉴别电平,实验研究了单光子探测器雪崩信号幅度随反向直流偏压的变化.随着鉴别电平的提高,单光子探测器的探测效率及暗计数率均呈指数衰减,而后脉冲概率先增大到一个峰值,然后减小.研究表明,为获得更高的性能,需要尽量降低单光子探测器的鉴别电平.

用Si光电二极管标定软X射线探测器

为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器—Si光电二极管对软X射线探测器进行标定。标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器—通道电子倍增器在放大电压为1.3kV时的量子效率,并对实验结果进行了分析,得出在8～30nm波段内探测器标定误差为5.7%～8.9%。

基于光电二极管探测器的闪电光辐射信号观测

利用硅光电二极管探测器,对2008年夏季广东省从化地区和北京昌平地区的自然闪电光辐射信号进行了观测研究,并对获得的312个观测数据进行了统计。得到如下结果:光辐射脉冲峰值为[10.97(5.55)±12.46]mW/cm2,10%～90%光脉冲前沿为[1.14(0.44)±2.02]ms,50%～50%光脉冲宽为[1.44(0.49)±2.07]ms,一次闪电包含的光脉冲数为[3.78(3.00)±2.30]个;将统计结果与FORTE卫星上的硅光电二极管载荷的探测结果进行了对比,光脉冲峰值要大1～2个量级,脉冲宽度要小,符合对闪电光辐射信号传播的物理过程分析。

阵列光电探测器在光电探测靶中的应用研究

针对在外弹道测量弹丸速度及命中靶标的两维坐标参数的光电探测靶,结合探测靶自身结构特点,提出将阵列光电探测器应用于光电探测靶的研制中,改善与提高其探测灵敏度和增大作用视场;对阵列光电探测器存在的探测盲区,提出采用离焦弥散技术,消除探测盲区;分析阵列光电探测器应用在光电探测靶出现的影响探测因素,提出合理改善措施。

光电探测器阵列光敏元宽度对谱线峰值位置影响的研究

本文针对采用光电阵列探测器进行信号采集的光谱分析系统 ,分析了探测器阵列光敏元宽度对光谱峰值定位的影响 .指出由于光敏元具有一定宽度 ,导致非对称型光谱峰值的亚象元定位误差 ,并提出用反卷积消除这种误差 .

工业CT光电二极管探测器灵敏度

在工业CT系统设计过程中,射线能量选择、探测器结构设计、射线源和探测器匹配等方面都涉及探测器灵敏度问题。研究了影响工业CT光电二极管探测器灵敏度的几个主要因素及其定量关系。首先分析了灵敏度的几个主要影响因素:能量沉积率、绝对闪烁效率、光收集效率、光电转换效率。然后采用蒙特卡罗方法仿真得到闪烁体的能量沉积率、光收集效率,计算了CsI(Tl)闪烁体的荧光转换效率及光电二极管的光电转换效率,定义了闪烁体与光电二极管的匹配度的概念。最后得出具有普遍意义的探测器灵敏度的表达式,理论计算值与实际测量结果最大相差20.4%,实验验证了该灵敏度计算方法的有效性和正确性。

PIN光电二极管探测器响应特性测试

介绍了PIN光电二极管探测器的工作原理及基本结构,设计了探测器的测试系统,说明了测试系统中各个组成部分的结构和功能。利用该系统对PIN管光探测器电路的电特性进行了测试,测试结果表明PIN光电二极管探测器的响应特性符合技术要求。

高速光电探测器阵列实时信号处理系统

高速光电探测器阵列可对脉冲辐射场的时空分布进行高时间分辨连续测量,但对信号处理电路的性能和紧凑性提出了极为苛刻的要求。探测器阵列的信号处理主要包括探测器模拟信号调理前端和高速模拟信号实时采样处理后端。针对32通道1维光电探测器阵列,设计实现了后端实时信号处理系统。该系统采用多通道高速ADC和FPGA实现了探测器模拟信号的12bit量化,采样频率为75 MHz;针对多通道ADC输出的高速串行信号,设计实现了低开销的时钟对齐与帧识别电路,时钟对齐精度为78ps,保证了对多路高速串行数据的正确获取;基于高性能FPGA,实现了对32个采样通道数据的实时处理与存储,信号处理电路的数据获取和实时处理速度达28.8Gb/s。

硅光电二极管闪烁探测器

本文介绍了硅光电二极管闪烁探测器的组成、工作原理、性能、应用及其试验验证。

基于环形光电探测器阵列的表面反射特性测量装置

为了研究喷砂铝板表面的漫反射特性，基于环形光电探测器阵列和精密光学转台，设计了一种材料表面漫反射特性测量装置。该装置采用准直后的光纤激光作为光源，通过调整光学转台来调整激光入射角度，可以测量激光从不同角度入射时材料表面的反射特性。采用该装置对标准漫反射片的反射特性进行了测试，对测量结果进行拟合后显示，表面散射光的1维强度分布符合余弦分布特征，证明该装置设计是合理的。采用该装置测量了某种铝制漫反射片的表面反射特性。结果表明，这种采用喷砂工艺处理的铝板表面在入射角0°～20°范围内基本符合漫反射的特征。

掺铂环楔阵列光电探测器

一、引言环楔阵列光电探测器是光学计算机混合型功率谱分析系统的关键器件。它的作用是对傅里叶功率谱采样,然后输入计算机进行处理。环楔阵列探测器由64个探测单元组成,它们的形状和分布是根据傅里叶变换的特点设计的。一般图像的空间函数为实函数,其傅里叶功率谱是中心对称的,所以在半个谱面上就包含了输入图像的全部信息。因此在圆形硅片的半圆内设置了32个同心的半圆环形探测单元,用以检测径向分布的功率谱;而在另外半圆内设置了32个楔形探测单元,用以检测角向分布的功率谱。为了定中心,在探测器的中心部分设置了四象限探测单元。

AXUV光电二极管探测器在聚变装置HL-2A热辐射测量系统上的应用

介绍应用pn结光伏效应制成探测器的光电探测原理及一种新型的AXUV光电二极管。中国环流器2号A(HL-2A)装置上利用新引进的AXUV光电二极管研制的热辐射测量系统成功地测量了该托卡马克装置中的热辐射损失。AXUV光电二极管探测器具有量子效应高、灵敏度高、响应快、抗电磁干扰能力强等优点;在实验中性能稳定,不易受干扰,并有很高的时间、空间分辨能力。

高均匀性1×128 SiC紫外雪崩光电二极管探测阵列

主要研究了SiC雪崩光电二极管(APD)阵列对微弱紫外光的探测均匀性问题,设计并制备了1×128 SiC APD探测阵列,通过表征各像素点的电流-电压曲线,提取出APD阵列的击穿电压波动在±0.1 V;通过被动淬灭电路表征各像素点的微弱紫外光探测能力,提取出APD阵列的暗计数率波动在±0.5 Hz/μm^(2),单光子探测效率波动在±0.4%,良率达到91%,结果表明本工作设计的SiC APD探测阵列能够为微弱紫外光成像技术提供可行的技术方案。

基于石墨烯纳米条带阵列的光电探测器模型

提出了一种基于石墨烯纳米条带阵列的光电探测器(GNR-PD)结构,讨论了器件的解析模型。基于二维泊松方程,在弱非局域近似条件下建立了GNR-PD的器件模型,推导了其I-V特性和光响应特性。结果表明,GNR-PD具有极高量子效率和光电增益,可以获得高达150A/W以上的光响应度。