光电探测器噪声类型及测试方案

光电探测器在光电转换时,要受到无用信号的干扰,称为光电探测器的噪声。

依据噪声产生的物理原因,噪声主要为散粒噪声、产生-复合噪声、热噪声和低频噪声,噪声是光电转换物理过程中固有的,是一种不可能人为消除的输出信号的起伏,是与器件密切相关的一个参量。因为在光电转换过程中,半导体中的电子从价带跃迁到导带,或者电子逸出材料表面等过程,都是一系列独立事件是一种随机的过程。每一瞬间出现多少载流子是不确定的,所以随机的起伏将不可避免地与信号同时出现。尤其在信号较弱时,光电探测器的噪声会显著地影响信号探测的准确性

1.散粒噪声:产生原因探测器的散粒噪声是由于探测器在光辐射作用或热激发下,光电子或光生载流子的随机产生所造成的。由于随机起伏是一个一个的带电粒子或电子引起的,所以称为散粒噪声。这种噪声存在于所有光电探测器中。

2.产生—复合噪声:半导体中由于载流子产生与复合的随机性而引起的平均载流子浓度的起伏所产生的噪声称为产生—复合噪声,亦称g-r噪声

3.热噪声:热噪声是由耗散元件中电荷载流子的随机热运动引起的。任何一个处于热平衡条件下的电阻,即使没有外加电压,也都有一定量的噪声。

4.1/f 噪声:又称为闪烁或低频噪声这种噪声是由于光敏层的微粒不均匀或不必要的微量杂质的存在,当电流流过时在微粒间发生微火花放电而引起的微电爆脉冲。几乎在所有探测器中都存在这种噪声。它主要出现在大约1KHz以下的低频频域,而且与光辐射的调制频率发成反比,故称为低频噪声或1/f 噪声。实验发现,探测器表面的工艺状态(缺陷或不均匀等)对这种噪声的影响很大,所以有时也称为表面噪声或过剩噪声。

5. 温度噪声:热探测器通过热导G与处于恒定温度的周围环境交换热能。在无辐射存在时,尽管热探测器处于某一平均温度T,但实际上热探测器在T附近早现一个小的起伏,这种温度起伏引起的热探测器输出起伏称为温度噪声。

FineDet 990是Oriental Spectra针对光电转换器件开发的综合性能测试平台,适用于光电导、光伏、光探测器等各种类型的器件。作为行业中第一款匹配全场景的光电转换器件综合性能测试平台,具有丰富的测试功能,可以得到这些器件全面的性能参数,包括光谱响应参数(光谱响应度、内量子效率、外量子效率、探测率等)、瞬态响应参数(响应时间、3dB截止频率等)、噪声测试参数(热噪声、散粒噪声、1/f噪声、噪声等效功率等)、伏安测试参数(IV单点测试、IV分段扫描、IV循环扫描等)、稳定性测试参数等。

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