常用光檢測器的分類及特性分析

邢海峰

摘 要：光電檢測技術(shù)是光電技術(shù)的重要組成部分，是對光量及大量非光物理量進行測量的重要手段。在光纖傳感及光纖通訊系統(tǒng)中，光電檢測器是光接收機實現(xiàn)光——電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，它的靈敏度、帶寬等特性參數(shù)直接影響系統(tǒng)的總體性能。

關(guān)鍵詞：光電檢測 靈敏度 光纖傳感 光纖通訊

中圖分類號：O359 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0099-02

隨著光纖通訊信息量的增大，人們對光電檢測器的要求也越來越高，主要要求其具有高的可靠性和靈敏度，以及低成本，同時要求光電檢測器的光敏面應(yīng)與光纖芯徑匹配。光電檢測器一般使用半導(dǎo)體材料制成。該文介紹了光檢測原理，并分析了光電檢測器的設(shè)計要求和常見分類。

1 光檢測原理

所謂光檢測過程，也就是受激光吸收的過程。如圖1所示，假如入射光子的能量超過禁帶能量，只有幾微米寬的耗盡區(qū)每次吸收一個光子，將產(chǎn)生一個電子空穴對，發(fā)生受激吸收。結(jié)施加反向電壓的情況下，受激吸收過程生成的電子—空穴通過對電場的作用，分別離開耗盡區(qū)，電子向N區(qū)漂移，空穴向P區(qū)漂移，空穴和從負(fù)電極進入的電子復(fù)合，電子則離開N區(qū)進入正電極。從而在外電路形成光生電流。當(dāng)入射功率變化時，光生電流也隨之線性變化，從而把光信號轉(zhuǎn)變成電流信號。光生電流與產(chǎn)生的電子空穴對和這些載流子運動的速度有關(guān)。也就是說直接與入射光功率成正比[1]，即 （1）

在公式（1）中，R表示光電檢測響應(yīng)度（用A/W表示）。由此式可以得到

在公式（4）中，λ=c/υ是指入射光波長，用μm表示，c=3×10m/s是真空中的光速。上式表示光電檢測器響應(yīng)度隨波長而增加，這是因為光子能量hν減小時可以產(chǎn)生與減少的能量相等的電流。R和λ的這種線性關(guān)系不能一直保持下去，因為光子能量太小時將不能產(chǎn)生電子。當(dāng)光子能量變得比禁帶能量小時，無論入射光多強，光電效應(yīng)也不會發(fā)生，此時量子效率下降到零，也就是說，光電效應(yīng)必須滿足條件。

2 光電檢測器的設(shè)計要求

為了滿足應(yīng)用的需求光電檢測器設(shè)計時應(yīng)滿足：（1）能檢測出入射在其上面的光功率，并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換；（2）靈敏的響應(yīng)度，要求在有入射功率進入時，能輸出足夠大的光電流；（3）要求光電檢測器件的噪聲低，這樣避免了其本身對檢測輸出信號的影響；（4）具備良好的線性關(guān)系，以保證在信號轉(zhuǎn)換的過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；（5）要求其低成本及耐用，具有較長的工作壽命等。

3 數(shù)字光通訊中常用的三種光檢測器

當(dāng)前，在數(shù)字光通訊中常用的光電檢測器主要有三種：PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管和MSM（金屬-半導(dǎo)體-金屬）光檢測器。

（1）PIN光電二極管

PIN光電二極管的特點主要是工作性能穩(wěn)定，所要求的供電電壓低，但其響應(yīng)頻率高，可高達10 GHz，同時響應(yīng)速度快，因此被廣泛使用。在使用材料上，由于PIN光電二極管在P型、N型半導(dǎo)體之間的I層，使用了輕摻雜的N型材料，這樣一來，其電子濃度相對來說很低，這樣經(jīng)過擴散后便會形成一個很寬的耗盡層，約有5～50 μm可吸收絕大多數(shù)光子，因此，大大地提高了PIN光電二極管的轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度。

圖2為PIN光電二極管的能帶簡圖，在圖2中，自由電子—空穴對（稱為光生載流子）主要通過能量大于或等于帶隙能量的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導(dǎo)帶上來產(chǎn)生。在耗盡區(qū)的高電場使得電子—空穴對立即分開并在反向偏置的結(jié)區(qū)中向兩端流動，然后在邊界處被吸收，從而在外電路中形成電流，完成光檢測的整個過程。

PIN型光電二極管的主要參數(shù)，①開關(guān)時間：由于電荷的存儲效應(yīng)，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間；②隔離度：開關(guān)在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度；③插入損耗：開關(guān)在導(dǎo)通時衰減不為零，稱為插入損耗；④承受功率：在給定的工作條件下，微波開關(guān)能夠承受的最大輸入功率；⑤電壓駐波系數(shù)：僅反映端口輸入，輸出匹配情況；⑥開關(guān)的分類：反射式和吸收式，吸收式開關(guān)的性能較反射式開關(guān)優(yōu)良；⑦控制方式：采用TTL信號控制，‘1通‘0斷。

（2）APD雪崩光電二極管

與PIN光電二極管相比，APD雪崩光電二極管的靈敏度更高，響應(yīng)也更快，但它在工作時對電壓要求高，而且當(dāng)入射光功率比較大時，相應(yīng)的增益引起的噪聲也大，如此一來會帶來電流的失真。APD雪崩光電二極管的設(shè)計動機[3]：在光生電流尚未遇到后續(xù)電路的熱噪聲時已經(jīng)在高電場的雪崩區(qū)中得到放大，對接收機靈敏度的提高起到了幫助的作用。

保護環(huán)型APD（Guard ring APD）在制作時先淀積一層環(huán)形N型材料，然后高溫推進形成一個深的圓形保護環(huán)，是保護環(huán)和P區(qū)之間形成濃度緩慢變化的梯度接面，以防止在高反壓時使P-N結(jié)邊緣產(chǎn)生雪崩擊穿。GAPD具有很高的靈敏度，但是其雪崩增益與負(fù)向偏壓之間的非線性關(guān)系很顯著。要想得到足夠大的增益，就必須使GAPD在接近擊穿電壓的情況之下，但是擊穿電壓對溫度的變化又十分敏感。因此，為使GAPD在環(huán)境溫度變化的時候也能保持穩(wěn)定的增益。就要設(shè)法控制GAPD的負(fù)向偏壓，拉通型雪APD （ Reach-through APD ）也就是為此目的而設(shè)計的。

APD隨使用的材料不同有幾種：Si-APD（工作在短波長區(qū)）；Ge-APD和InGaAs-APD（工作在長波長區(qū)）等。

（3）MSM光檢測器

MSM是20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)的一種高速光檢測器，是在硅材料上直接沉積叉指狀金屬電極，金屬電極與硅材料形成肖特基勢壘接觸[4]。當(dāng)適當(dāng)波長的光入射時，硅材料價帶電子吸收光子能量而躍遷到導(dǎo)帶上去，在導(dǎo)帶和價帶之間產(chǎn)生電子-空穴對。外加偏壓下，光生電子-空穴對在叉指電極之間電場作用下經(jīng)過漂移或擴散等運動被叉指電極俘獲，形成光生電流。MSM光檢測器的分布電容小，暗電流低，在結(jié)構(gòu)和制造工藝方面與金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MESFET），高電子遷移率晶體管（HEMT），異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（HBT）等晶體管兼容。MSM的響應(yīng)速度可高達100 GHz，已廣泛應(yīng)用于各種高速光探測系統(tǒng)中。

4 結(jié)語

光檢測器的發(fā)展與光通訊的發(fā)展息息相關(guān)，該文對幾種光檢測器的性能、基本原理、優(yōu)缺點作了簡要的闡述，對數(shù)字光通訊中光檢測器件的選擇有一定指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1] 畢衛(wèi)紅，張燕君，齊躍峰.光纖通訊與傳感技術(shù)光纖通訊與傳感技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008：130-158.

[2] 白宗杰，陳世軍，周揚.單光子雪崩二極管探測系統(tǒng)測試與設(shè)計分析[J].器件制造與應(yīng)用，2010，10（3）：775-779.

[3] 安毓英，曾曉東.光電探測原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004：90-111.

[4] Liu Wei，F(xiàn)u Jiangtao，Chang Benkang.Analy sis on spectr um respo nse and visual range of low lig ht lev el nig ht vision system under laser illuminate[J].Chinese J.Lasers，2010，37（1）：312-315.endprint

摘 要：光電檢測技術(shù)是光電技術(shù)的重要組成部分，是對光量及大量非光物理量進行測量的重要手段。在光纖傳感及光纖通訊系統(tǒng)中，光電檢測器是光接收機實現(xiàn)光——電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，它的靈敏度、帶寬等特性參數(shù)直接影響系統(tǒng)的總體性能。

關(guān)鍵詞：光電檢測 靈敏度 光纖傳感 光纖通訊

中圖分類號：O359 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0099-02

隨著光纖通訊信息量的增大，人們對光電檢測器的要求也越來越高，主要要求其具有高的可靠性和靈敏度，以及低成本，同時要求光電檢測器的光敏面應(yīng)與光纖芯徑匹配。光電檢測器一般使用半導(dǎo)體材料制成。該文介紹了光檢測原理，并分析了光電檢測器的設(shè)計要求和常見分類。

1 光檢測原理

所謂光檢測過程，也就是受激光吸收的過程。如圖1所示，假如入射光子的能量超過禁帶能量，只有幾微米寬的耗盡區(qū)每次吸收一個光子，將產(chǎn)生一個電子空穴對，發(fā)生受激吸收。結(jié)施加反向電壓的情況下，受激吸收過程生成的電子—空穴通過對電場的作用，分別離開耗盡區(qū)，電子向N區(qū)漂移，空穴向P區(qū)漂移，空穴和從負(fù)電極進入的電子復(fù)合，電子則離開N區(qū)進入正電極。從而在外電路形成光生電流。當(dāng)入射功率變化時，光生電流也隨之線性變化，從而把光信號轉(zhuǎn)變成電流信號。光生電流與產(chǎn)生的電子空穴對和這些載流子運動的速度有關(guān)。也就是說直接與入射光功率成正比[1]，即 （1）

在公式（1）中，R表示光電檢測響應(yīng)度（用A/W表示）。由此式可以得到

在公式（4）中，λ=c/υ是指入射光波長，用μm表示，c=3×10m/s是真空中的光速。上式表示光電檢測器響應(yīng)度隨波長而增加，這是因為光子能量hν減小時可以產(chǎn)生與減少的能量相等的電流。R和λ的這種線性關(guān)系不能一直保持下去，因為光子能量太小時將不能產(chǎn)生電子。當(dāng)光子能量變得比禁帶能量小時，無論入射光多強，光電效應(yīng)也不會發(fā)生，此時量子效率下降到零，也就是說，光電效應(yīng)必須滿足條件。

2 光電檢測器的設(shè)計要求

為了滿足應(yīng)用的需求光電檢測器設(shè)計時應(yīng)滿足：（1）能檢測出入射在其上面的光功率，并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換；（2）靈敏的響應(yīng)度，要求在有入射功率進入時，能輸出足夠大的光電流；（3）要求光電檢測器件的噪聲低，這樣避免了其本身對檢測輸出信號的影響；（4）具備良好的線性關(guān)系，以保證在信號轉(zhuǎn)換的過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；（5）要求其低成本及耐用，具有較長的工作壽命等。

3 數(shù)字光通訊中常用的三種光檢測器

當(dāng)前，在數(shù)字光通訊中常用的光電檢測器主要有三種：PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管和MSM（金屬-半導(dǎo)體-金屬）光檢測器。

（1）PIN光電二極管

PIN光電二極管的特點主要是工作性能穩(wěn)定，所要求的供電電壓低，但其響應(yīng)頻率高，可高達10 GHz，同時響應(yīng)速度快，因此被廣泛使用。在使用材料上，由于PIN光電二極管在P型、N型半導(dǎo)體之間的I層，使用了輕摻雜的N型材料，這樣一來，其電子濃度相對來說很低，這樣經(jīng)過擴散后便會形成一個很寬的耗盡層，約有5～50 μm可吸收絕大多數(shù)光子，因此，大大地提高了PIN光電二極管的轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度。

圖2為PIN光電二極管的能帶簡圖，在圖2中，自由電子—空穴對（稱為光生載流子）主要通過能量大于或等于帶隙能量的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導(dǎo)帶上來產(chǎn)生。在耗盡區(qū)的高電場使得電子—空穴對立即分開并在反向偏置的結(jié)區(qū)中向兩端流動，然后在邊界處被吸收，從而在外電路中形成電流，完成光檢測的整個過程。

PIN型光電二極管的主要參數(shù)，①開關(guān)時間：由于電荷的存儲效應(yīng)，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間；②隔離度：開關(guān)在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度；③插入損耗：開關(guān)在導(dǎo)通時衰減不為零，稱為插入損耗；④承受功率：在給定的工作條件下，微波開關(guān)能夠承受的最大輸入功率；⑤電壓駐波系數(shù)：僅反映端口輸入，輸出匹配情況；⑥開關(guān)的分類：反射式和吸收式，吸收式開關(guān)的性能較反射式開關(guān)優(yōu)良；⑦控制方式：采用TTL信號控制，‘1通‘0斷。

（2）APD雪崩光電二極管

與PIN光電二極管相比，APD雪崩光電二極管的靈敏度更高，響應(yīng)也更快，但它在工作時對電壓要求高，而且當(dāng)入射光功率比較大時，相應(yīng)的增益引起的噪聲也大，如此一來會帶來電流的失真。APD雪崩光電二極管的設(shè)計動機[3]：在光生電流尚未遇到后續(xù)電路的熱噪聲時已經(jīng)在高電場的雪崩區(qū)中得到放大，對接收機靈敏度的提高起到了幫助的作用。

保護環(huán)型APD（Guard ring APD）在制作時先淀積一層環(huán)形N型材料，然后高溫推進形成一個深的圓形保護環(huán)，是保護環(huán)和P區(qū)之間形成濃度緩慢變化的梯度接面，以防止在高反壓時使P-N結(jié)邊緣產(chǎn)生雪崩擊穿。GAPD具有很高的靈敏度，但是其雪崩增益與負(fù)向偏壓之間的非線性關(guān)系很顯著。要想得到足夠大的增益，就必須使GAPD在接近擊穿電壓的情況之下，但是擊穿電壓對溫度的變化又十分敏感。因此，為使GAPD在環(huán)境溫度變化的時候也能保持穩(wěn)定的增益。就要設(shè)法控制GAPD的負(fù)向偏壓，拉通型雪APD （ Reach-through APD ）也就是為此目的而設(shè)計的。

APD隨使用的材料不同有幾種：Si-APD（工作在短波長區(qū)）；Ge-APD和InGaAs-APD（工作在長波長區(qū)）等。

（3）MSM光檢測器

MSM是20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)的一種高速光檢測器，是在硅材料上直接沉積叉指狀金屬電極，金屬電極與硅材料形成肖特基勢壘接觸[4]。當(dāng)適當(dāng)波長的光入射時，硅材料價帶電子吸收光子能量而躍遷到導(dǎo)帶上去，在導(dǎo)帶和價帶之間產(chǎn)生電子-空穴對。外加偏壓下，光生電子-空穴對在叉指電極之間電場作用下經(jīng)過漂移或擴散等運動被叉指電極俘獲，形成光生電流。MSM光檢測器的分布電容小，暗電流低，在結(jié)構(gòu)和制造工藝方面與金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MESFET），高電子遷移率晶體管（HEMT），異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（HBT）等晶體管兼容。MSM的響應(yīng)速度可高達100 GHz，已廣泛應(yīng)用于各種高速光探測系統(tǒng)中。

4 結(jié)語

光檢測器的發(fā)展與光通訊的發(fā)展息息相關(guān)，該文對幾種光檢測器的性能、基本原理、優(yōu)缺點作了簡要的闡述，對數(shù)字光通訊中光檢測器件的選擇有一定指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1] 畢衛(wèi)紅，張燕君，齊躍峰.光纖通訊與傳感技術(shù)光纖通訊與傳感技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008：130-158.

[2] 白宗杰，陳世軍，周揚.單光子雪崩二極管探測系統(tǒng)測試與設(shè)計分析[J].器件制造與應(yīng)用，2010，10（3）：775-779.

[3] 安毓英，曾曉東.光電探測原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004：90-111.

[4] Liu Wei，F(xiàn)u Jiangtao，Chang Benkang.Analy sis on spectr um respo nse and visual range of low lig ht lev el nig ht vision system under laser illuminate[J].Chinese J.Lasers，2010，37（1）：312-315.endprint

摘 要：光電檢測技術(shù)是光電技術(shù)的重要組成部分，是對光量及大量非光物理量進行測量的重要手段。在光纖傳感及光纖通訊系統(tǒng)中，光電檢測器是光接收機實現(xiàn)光——電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，它的靈敏度、帶寬等特性參數(shù)直接影響系統(tǒng)的總體性能。

關(guān)鍵詞：光電檢測 靈敏度 光纖傳感 光纖通訊

中圖分類號：O359 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0099-02

隨著光纖通訊信息量的增大，人們對光電檢測器的要求也越來越高，主要要求其具有高的可靠性和靈敏度，以及低成本，同時要求光電檢測器的光敏面應(yīng)與光纖芯徑匹配。光電檢測器一般使用半導(dǎo)體材料制成。該文介紹了光檢測原理，并分析了光電檢測器的設(shè)計要求和常見分類。

1 光檢測原理

所謂光檢測過程，也就是受激光吸收的過程。如圖1所示，假如入射光子的能量超過禁帶能量，只有幾微米寬的耗盡區(qū)每次吸收一個光子，將產(chǎn)生一個電子空穴對，發(fā)生受激吸收。結(jié)施加反向電壓的情況下，受激吸收過程生成的電子—空穴通過對電場的作用，分別離開耗盡區(qū)，電子向N區(qū)漂移，空穴向P區(qū)漂移，空穴和從負(fù)電極進入的電子復(fù)合，電子則離開N區(qū)進入正電極。從而在外電路形成光生電流。當(dāng)入射功率變化時，光生電流也隨之線性變化，從而把光信號轉(zhuǎn)變成電流信號。光生電流與產(chǎn)生的電子空穴對和這些載流子運動的速度有關(guān)。也就是說直接與入射光功率成正比[1]，即 （1）

在公式（1）中，R表示光電檢測響應(yīng)度（用A/W表示）。由此式可以得到

在公式（4）中，λ=c/υ是指入射光波長，用μm表示，c=3×10m/s是真空中的光速。上式表示光電檢測器響應(yīng)度隨波長而增加，這是因為光子能量hν減小時可以產(chǎn)生與減少的能量相等的電流。R和λ的這種線性關(guān)系不能一直保持下去，因為光子能量太小時將不能產(chǎn)生電子。當(dāng)光子能量變得比禁帶能量小時，無論入射光多強，光電效應(yīng)也不會發(fā)生，此時量子效率下降到零，也就是說，光電效應(yīng)必須滿足條件。

2 光電檢測器的設(shè)計要求

為了滿足應(yīng)用的需求光電檢測器設(shè)計時應(yīng)滿足：（1）能檢測出入射在其上面的光功率，并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換；（2）靈敏的響應(yīng)度，要求在有入射功率進入時，能輸出足夠大的光電流；（3）要求光電檢測器件的噪聲低，這樣避免了其本身對檢測輸出信號的影響；（4）具備良好的線性關(guān)系，以保證在信號轉(zhuǎn)換的過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；（5）要求其低成本及耐用，具有較長的工作壽命等。

3 數(shù)字光通訊中常用的三種光檢測器

當(dāng)前，在數(shù)字光通訊中常用的光電檢測器主要有三種：PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管和MSM（金屬-半導(dǎo)體-金屬）光檢測器。

（1）PIN光電二極管

PIN光電二極管的特點主要是工作性能穩(wěn)定，所要求的供電電壓低，但其響應(yīng)頻率高，可高達10 GHz，同時響應(yīng)速度快，因此被廣泛使用。在使用材料上，由于PIN光電二極管在P型、N型半導(dǎo)體之間的I層，使用了輕摻雜的N型材料，這樣一來，其電子濃度相對來說很低，這樣經(jīng)過擴散后便會形成一個很寬的耗盡層，約有5～50 μm可吸收絕大多數(shù)光子，因此，大大地提高了PIN光電二極管的轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度。

圖2為PIN光電二極管的能帶簡圖，在圖2中，自由電子—空穴對（稱為光生載流子）主要通過能量大于或等于帶隙能量的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導(dǎo)帶上來產(chǎn)生。在耗盡區(qū)的高電場使得電子—空穴對立即分開并在反向偏置的結(jié)區(qū)中向兩端流動，然后在邊界處被吸收，從而在外電路中形成電流，完成光檢測的整個過程。

PIN型光電二極管的主要參數(shù)，①開關(guān)時間：由于電荷的存儲效應(yīng)，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間；②隔離度：開關(guān)在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度；③插入損耗：開關(guān)在導(dǎo)通時衰減不為零，稱為插入損耗；④承受功率：在給定的工作條件下，微波開關(guān)能夠承受的最大輸入功率；⑤電壓駐波系數(shù)：僅反映端口輸入，輸出匹配情況；⑥開關(guān)的分類：反射式和吸收式，吸收式開關(guān)的性能較反射式開關(guān)優(yōu)良；⑦控制方式：采用TTL信號控制，‘1通‘0斷。

（2）APD雪崩光電二極管

與PIN光電二極管相比，APD雪崩光電二極管的靈敏度更高，響應(yīng)也更快，但它在工作時對電壓要求高，而且當(dāng)入射光功率比較大時，相應(yīng)的增益引起的噪聲也大，如此一來會帶來電流的失真。APD雪崩光電二極管的設(shè)計動機[3]：在光生電流尚未遇到后續(xù)電路的熱噪聲時已經(jīng)在高電場的雪崩區(qū)中得到放大，對接收機靈敏度的提高起到了幫助的作用。

保護環(huán)型APD（Guard ring APD）在制作時先淀積一層環(huán)形N型材料，然后高溫推進形成一個深的圓形保護環(huán)，是保護環(huán)和P區(qū)之間形成濃度緩慢變化的梯度接面，以防止在高反壓時使P-N結(jié)邊緣產(chǎn)生雪崩擊穿。GAPD具有很高的靈敏度，但是其雪崩增益與負(fù)向偏壓之間的非線性關(guān)系很顯著。要想得到足夠大的增益，就必須使GAPD在接近擊穿電壓的情況之下，但是擊穿電壓對溫度的變化又十分敏感。因此，為使GAPD在環(huán)境溫度變化的時候也能保持穩(wěn)定的增益。就要設(shè)法控制GAPD的負(fù)向偏壓，拉通型雪APD （ Reach-through APD ）也就是為此目的而設(shè)計的。

APD隨使用的材料不同有幾種：Si-APD（工作在短波長區(qū)）；Ge-APD和InGaAs-APD（工作在長波長區(qū)）等。

（3）MSM光檢測器

MSM是20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)的一種高速光檢測器，是在硅材料上直接沉積叉指狀金屬電極，金屬電極與硅材料形成肖特基勢壘接觸[4]。當(dāng)適當(dāng)波長的光入射時，硅材料價帶電子吸收光子能量而躍遷到導(dǎo)帶上去，在導(dǎo)帶和價帶之間產(chǎn)生電子-空穴對。外加偏壓下，光生電子-空穴對在叉指電極之間電場作用下經(jīng)過漂移或擴散等運動被叉指電極俘獲，形成光生電流。MSM光檢測器的分布電容小，暗電流低，在結(jié)構(gòu)和制造工藝方面與金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MESFET），高電子遷移率晶體管（HEMT），異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（HBT）等晶體管兼容。MSM的響應(yīng)速度可高達100 GHz，已廣泛應(yīng)用于各種高速光探測系統(tǒng)中。

4 結(jié)語

光檢測器的發(fā)展與光通訊的發(fā)展息息相關(guān)，該文對幾種光檢測器的性能、基本原理、優(yōu)缺點作了簡要的闡述，對數(shù)字光通訊中光檢測器件的選擇有一定指導(dǎo)意義。

參考文獻

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