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          熱探測器與光子探測器的優缺點對比

          [2022/2/17]

            一、熱探測器與光子探測器相比的優點:

            熱紅外探測器對各種波長都有響應,光子探測器只對它的長波限以下的一段波長區間有響應。

            熱探測器(除低溫測輻射熱計外)工作時不需要冷卻,光子探測器則多數需要冷卻。

            二、熱探測器與光子探測器相比的缺點:

            熱探測器的響應度一般低于光子探測器,響應時間一般比光子探測器長。

            熱探測器的性能與器件尺寸、形狀,以及工藝細節等很有關系,因此,需要十分講究工藝技巧,產品規格常不容易穩定,有點類似于薄膜型光子紅外探測器。而單晶型光子探測器,無論是單晶材料的生產還是器件的制造,在物理機制方面都比較清楚,工藝也比較先進和定型,因而產品比較能夠規格化。

            光子探測器屬于選擇性探測器。它只對具有足夠能量的光子有響應,即存在一長波限。在小于長波限工作時,光電信號隨波長的增大而增大。超過長波限后,光信號迅速下降到零。長波限處于紫外,可見光或波長為2-3μm的近紅外波段時,紅外探測器可直接在室溫下工作。當長波限在4-5μm時,則需冷卻到干冰溫度,即195K。如果要探測器延伸到8-15μm或更長波段工作,則需冷卻到液氮溫度,即77K或更低溫度。

            熱紅外探測器則屬于無選擇性探測器。即對不同波長的單位入射功率,有幾乎相同的輸出信號。但其光譜響應仍受窗口材料所限。熱探測器通常在室溫下即可正常工作。

            光子探測器的主要優點是探測靈敏度高,響應速度快,具有較高的響應率。但光子探測器一般需要在低溫下工作,探測波段較窄。熱探測器的主要優點是響應波段寬,可以在室溫工作,使用簡單。但熱探測器由于宏觀樣品的加熱與冷卻是一個緩慢的過程,因此響應時間較長,探測靈敏度低,一般應用于低頻調制的場合??梢哉J為,前者是微妙量級,后者是毫秒量級。

            鑒于以上兩種紅外探測器的局限性,人們迫切需要一種即可在室溫下工作,又有較高響應速度和響應度,且有一定選擇性的紅外探測器。同時要求該探測器可通過現有的硅微電子工藝實現。

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