波段外激光辐照PC型探测器的反常响应机制

提出了PC型半导体探测器对波段外激光辐照的热电子光电导响应机制。响应波段外激光辐照PC型半导体探测器时,探测器有响应且输出电压信号迅速增大,与波段内激光辐照时的响应规律截然不同,这是由光激发能带内热电子而引起的光电导现象。当较强功率的激光辐照时还应考虑热效应。依据该机制进行了模拟计算,计算结果表明当PC型HgCdTe探测器被波段外激光辐照时,热电子的产生使得电导率减小,进而导致探测器的电阻增大。

光导型碲镉汞探测器在波段外连续激光辐照下的载流子输运

利用连续波段外激光辐照光导型碲镉汞探测器.实验表明,探测器对波段外激光有响应,且存在一个特定拐点温度T0.当探测器温度T<T0时,响应电压随温度升高而增大;当T>T0时,响应电压随温度的升高而减小.研究表明,探测器胶层的热瓶颈作用会导致响应电压存在两个响应时间尺度,拐点温度由芯片掺杂浓度决定.当T<T0时,响应电压主要由随温度变化的载流子迁移率决定;当T>T0时,响应电压主要受热激发载流子的影响.

波段外激光辐照光导型InSb探测器的一种新现象

利用不同功率密度的10.6μm(光子能量为0.12 eV)连续激光辐照了禁带宽度为0.228 eV的光导型锑化铟探测器,得到了与以往报道不同的实验现象.当10.6μm波段外激光辐照光导型探测器时,探测器吸收激光能量后温度升高.在探测器的温升过程中,存在一个转变温度T_0.当探测器的温度T<T_0时,载流子浓度基本不变,迁移率随温度的升高呈T^(-2.35)趋势下降,引起探测器的电导率减小,电阻增大,响应输出电压升高;当T>T_0时,热激发载流子浓度随温度的升高呈指数增长,电阻急剧下降,超过了载流子迁移率降低对电阻的影响,响应输出急剧下降.光电导探测器在较高功率密度波段外激光辐照下的响应特性是载流子的浓度和迁移率在温度影响下相互作用的结果.这对进一步完善半导体内载流子输运模型提供了实验依据.

波段外10.6μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析

用波长为10.6μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。

PC型HgCdTe光电探测器在双波段组合激光辐照下的温升计算

把传统漂移扩散模型和热传导方程相结合,模型中波段内正常探测信号激光作为背景光,波段外激光作为干扰和毁伤用激光,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,以及器件温升与载流子寿命、浓度、迁移率和光吸收系数等材料参数之间的相互影响,数值计算了PC型HgCdTe光电探测器在双波段组合激光辐照下的温度响应过程,得到了不同功率密度的波段内和波段外激光组合辐照对探测器温升的影响,以及使探测器达到破坏阈值温度的波段外激光辐照时间。结果证实了波段内背景激光辐照是增大波段外激光吸收系数,从而降低波段外激光破坏阈值的有效途径;较低功率密度的波段内背景激光辐照可极大缩短波段外激光的破坏时间,波段外激光毁伤存在最高效率点。

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。

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。