光子探测器

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光子探测器CCD介绍

电荷耦合器件（CCD）是一种高灵敏度的光子探测器。CCD分为许多光敏小区域（称为像素），可用于构建感兴趣场景的图像。落在由一个像素定义的区域内的光子将转换为一个（或多个）电子，并且收集的电子数量将与每个像素处的场景强度成正比。CCD移出时，可以测量每个像素中的电子数量，并且...

利用辐射与物质相互作用的光辐射探测器。这种探测器在吸收光子后随之产生与接收到的光子数成比例的输出。

半导体光子型探测器的性能在很大程度上取决于制备探测器所用的半导体材料。本征半导体材料比掺杂半导体材料更加有用。本征半导体材料既能用来制作光导型探测器，又能制做光伏型探测器；而掺杂半导体只能做成光导型探测器。截止波长较长的半导体光子型探测器，大多数必须在较低温度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探测器在室温下的探测率明显低于低温下的探测率。为了保持半导体光子型探测器的正常工作，常把探测器置于低温容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探测器达到较低的工作温度。

大多数航天遥感器上采用的可见光光电探测器主要为光子探测器。当光子探测器吸收光子后，由于材料的光电效应，材料的电子状态发生改变，导致其电学性能发生变化，从而获得入射辐射的信息。光子探测器其有响应速度快、灵敏度高等特点。同时光子探测器的响应是波长的函数，各种探测器都有其截止频率，其响应随波长变短而下降。描述探测器性能的主要参数有响应率、光谱响应、时间常数等。用于航天遥感的有单个硅光电二极管的单元器件，也有由几个到数十个分立硅光电二极管规则排列的多元并扫探测器阵列，还有由几百个到数万个光敏元排列的CCD线阵和CCD面阵器件。

利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件，如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极，当光子投射到光电阴极上时，光子可能被光电阴极中的电子吸收，获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中，光电子在带正电的阳极的作用下运动，构成光电流。光电倍增管与光电管的差别在于，在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极（称为打拿极）。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞，发生倍增效应，最后形成较大的光电流信号。因此，光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦，当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时，便发出绿色的光像信号。