InGaAs光電探測器原理和介紹

一、InGaAs光電探測器原理

是一種新型的半導(dǎo)體材料，帶隙能量約在0.7~1.7eV之間，適用于近紅外光范圍的探測。基于外部光照射后的物理效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。當(dāng)外部光照射到探測器的PN結(jié)上時(shí)，光子將被吸收并轉(zhuǎn)化為電子-空穴對，電子和空穴將被分別吸引到PN結(jié)兩側(cè)，在外部電場的作用下形成電流輸出。

二、InGaAs光電探測器制備工藝

制備工藝包括外延生長、芯片制備、器件封裝等環(huán)節(jié)。其中外延生長采用分子束外延(MBE)或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)等技術(shù)，按照成分比例將In、Ga、As材料在襯底上進(jìn)行原子層沉積，生長出InGaAs晶體外延層。芯片制備過程主要是將外延層進(jìn)行切割、退火、拋光等處理后得到單個(gè)InGaAs芯片。最后將芯片進(jìn)行封裝，連接電線等操作后即可得到完整的InGaAs光電探測器。

三、InGaAs光電探測器性能

具有高靈敏度、高速度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，能夠探測到0.95~1.7μm波長范圍內(nèi)的信號(hào)。其響應(yīng)速度可達(dá)到GHz級(jí)別，讀出噪聲低于10nA/√Hz，線性動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)100dB以上。對于大部分應(yīng)用場景而言，InGaAs光電探測器的量子效率已經(jīng)達(dá)到了70%以上，且隨著技術(shù)的不斷提升。

四、InGaAs光電探測器應(yīng)用

具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在通信、顯微鏡、醫(yī)學(xué)成像、衛(wèi)星遙感等方面都有著非常重要的地位。在通信領(lǐng)域，主要用于光通信中的光源檢測、光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測等方面;在顯微鏡、醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，可以幫助科學(xué)家們通過可見光和近紅外光來對樣本進(jìn)行更加精確的探測;在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，可以與其它器件組合使用，進(jìn)行大氣成分探測、地球表面覆蓋等方面的研究。

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