光电探测器(photodetectors)

普通光学

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

激光

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光学材料

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光测量

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光放大

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光脉冲

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光通信

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光谐振腔

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光纤光学及波导

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

光学设备及器件

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

非线性光学

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

量子光学

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

物理基础

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

波动和噪声

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

研究方法

光电探测器(photodetectors)

定义：
用来探测光的装置。

光电探测器是用来探测光的装置，大部分情况下是探测光功率。由于实际应用的要求变化多样，因此存在很多种适合不同用途的光电探测器：

光电二极管是具有p-n结或者p-i-n结构的半导体器件（i代表本征层）（参阅PIN型光电二极管），其中光在耗尽层被吸收产生光电流。这一装置尺寸非常小，采用合适的电子装置情况下，该器件具有响应快，响应高线性以及很高的量子效率（即单个入射光子几乎可以产生一个电子），动态范围大的特点。其中非常灵敏的一类为雪崩光电二极管，有时甚至可以用于光子计数。
金属-半导体-金属光电探测器包含两个肖特基接触。它比光电二极管响应更快，带宽为几百GHz。
光电晶体管与光电二极管类似，来使利用了光电流的内放大。它没有光电二极管常用。
光敏电阻器是利用了一些特定的半导体材料，例如，硫化镉（CdS）。它的价格比光电二极管低，那时响应慢，并且不灵敏，具有强的非线性响应。
光电倍增管采用的是真空管。它同时具有很高的灵敏度（甚至可用于光子计数）和很高的响应速度。但是，它的价格很高，尺寸较大，并且需要很高的工作电压。
热释电探测器利用非线性晶体（例如，LiTaO3）在吸收涂层处吸收光脉冲受热后产生的热释电压脉冲。它们通常用于测量调Q激光器中产生的毫焦耳脉冲能量。
热学探测器（功率计）可以测量吸收光引起的温度升高。这种探测器非常坚固，可以测量非常高的激光功率，但是灵敏度较低，中等的线性响应，相对较小的动态范围。
目前关于碳纳米管和石墨烯的光电探测器还在研发阶段，它有潜力可以提供很大的波长范围和很快的响应速度。将这一器件集成到光电芯片上的方法也在研究当中。

光电探测器的一些重要性质
根据实际要求，光电探测器需要满足一下要求：

探测器需要在某一给定波长范围具有很高的灵敏度。有些情况下，需要灵敏度不变，或者至少在给定波长区域内不变。有时也需要在一些其它波长区域没有响应；例如，日盲探测器，只在很短的紫外光波段是灵敏的，而对于太阳光不敏感。
探测器必须在某一功率范围内工作正常。限制探测器功率的最大值取决于非线性响应或者损伤问题，而最小功率则是由噪声决定。动态范围（最大探测功率与最小探测功率的比值用分贝表示）也非常重要。有些探测器在动态范围大于70dB时也具有很高的线性响应。
有些情况下，不仅需要很高的响应度，还需要很高的量子效率，否则会引入额外的量子噪声。这可以用来探测光的压缩态，也会影响单光子探测器的光子探测概率。
当探测激光二极管中发出的强发散光束时，需要考虑探测器的有源区大小。如果光源具有很大并且变化的光束发散角，很难在有源区全部探测到这些光。这时可以采用一个积分球来测量总功率。
探测带宽可能从0 Hz或者某一有限频率处开始，而峰值频率由内部过程（例如，半导体材料中载流子的速度）或者相关的电子学器件（例如，引入一些RC时间常数）来决定。某些谐振腔探测器只工作在很窄的频率范围内，非常适合锁相探测。
有些探测器（例如热释电探测器）非常适合探测脉冲，不适合探测连续光。
当探测脉冲（几个光子量级）时，计时精度非常重要。有些探测器探测一个脉冲后具有一段“死区时间”，在该时间内灵敏度很低。
不同类型的探测器需要不同的复杂电子学装置。当需要施加高电压或者探测非常小电压时，就会使器件尺寸变大，成本变高。
尤其是有些中红外光探测器需要冷却到很低的温度。因此它在很多情况下不适用。
有时需要采用一维或者二维光电探测器阵列。这时需要考虑一些其它的因素，例如，交叉干扰和读出技术。
很多应用都对器件尺寸、坚固性和成本有要求。

如上所列的各种不同类型的探测器具有很多不同的性质。在传统的应用领域，一些基本要求可以排除某些探测器类型，可供选择的探测器类型很有限。需要注意的是，在应用时也需要在一些方面进行权衡。例如，很难同时得到很高的探测带宽和高的灵敏度。

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