在大多數(shù)情況下，要檢測(cè)的光的四個(gè)特征限制了適當(dāng)光電探測(cè)器的選擇。它們是光譜成分(存在哪些波長(zhǎng)的光)、強(qiáng)度(有多少光)、時(shí)間行為(是直流光、交流光還是脈沖光)和空間分布(光是準(zhǔn)直光還是漫射光)。光電探測(cè)器輸出端的信噪比 (S/N) 是一個(gè)品質(zhì)因數(shù)，它決定了哪種光電探測(cè)器對(duì)于給定的輸入光表現(xiàn)最佳。

一、根據(jù)波長(zhǎng)選擇

● 將觀(guān)察到的光的光譜與光電探測(cè)器的光譜響應(yīng)度相匹配是選擇過(guò)程的第一步。

● 光譜響應(yīng)度 σ(λ) 表示 PMT、PD 或 APD 將入射輻射功率轉(zhuǎn)換為光電流的效率。

● 量子效率 η(λ) 和光譜響應(yīng)度彼此相關(guān)。

● SiPM 的光子檢測(cè)效率表示檢測(cè)到的入射光子的比例。它是波長(zhǎng)和過(guò)電壓的函數(shù)。

選擇過(guò)程的第一步是將觀(guān)察到的光的光譜與潛在光電探測(cè)器的光譜靈敏度進(jìn)行匹配。要檢查的相關(guān)特性是探測(cè)器的量子效率，它是波長(zhǎng) η(λ) 或響應(yīng)度 σ(λ) 的函數(shù)。后者也稱(chēng)為光譜靈敏度，或簡(jiǎn)稱(chēng)光敏度。量子效率是每單位時(shí)間貢獻(xiàn)輸出信號(hào)的光生電荷載流子數(shù)量與每單位時(shí)間光電探測(cè)器光敏部分上的入射光子數(shù)量的比率。響應(yīng)度是光轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流 I(光電流，單位為安培)與入射光功率(單位為瓦特)的商。

二、根據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行選擇

● 對(duì)于給定的輸入光強(qiáng)度，估計(jì)光電探測(cè)器輸出的信噪比，并確定哪個(gè)光電探測(cè)器可以提供最高的信噪比。

● 入射光功率必須大于探測(cè)器的最小可檢測(cè)功率才能成為可行的選擇。

選擇過(guò)程的第二步是估計(jì)給定入射光強(qiáng)度的光電探測(cè)器輸出端的信噪比，潛在用戶(hù)需要知道(至少是大致知道)。期望的結(jié)果是盡可能高的信噪比。

三、基于入射光時(shí)間特性的選擇

● 直流輸入光具有恒定的強(qiáng)度。交流輸入光的強(qiáng)度隨時(shí)間變化。脈沖輸入光以離散的光子包形式到達(dá)。

● 對(duì)于交流光和脈沖光，光電探測(cè)器的電容會(huì)影響上升時(shí)間、時(shí)間抖動(dòng)和檢測(cè)帶寬。

● 在脈沖光和交流光中還應(yīng)考慮動(dòng)態(tài)范圍和線(xiàn)性度。

入射光的強(qiáng)度可以是時(shí)間的函數(shù)。如果強(qiáng)度恒定，則為直流光;如果強(qiáng)度隨時(shí)間變化，則為交流光;如果以離散的光子包形式到達(dá)，則為脈沖光。直流光對(duì)光電探測(cè)器沒(méi)有額外的限制，但其他兩種則有。對(duì)于交流和脈沖光，電容(結(jié)點(diǎn)電容、寄生電容或端子電容)很重要：它們的值會(huì)影響輸出信號(hào)的上升時(shí)間、時(shí)間抖動(dòng)和檢測(cè)帶寬。

四、根據(jù)入射光的空間特性進(jìn)行選擇

如果入射光水平較低但光線(xiàn)接近準(zhǔn)直，則采用聚焦光學(xué)器件可以增加探測(cè)器上的入射光功率，從而提高信噪比。然而，如果入射光是漫射的，聚焦光學(xué)器件將不會(huì)增加入射功率(漫射光無(wú)法聚焦);唯一的其他選擇是使用具有更大活動(dòng)區(qū)域的探測(cè)器。代價(jià)是光電探測(cè)器中的暗電流較高，這會(huì)增加噪聲，從而增加 NEP。如上所述，在 PD、APD 和 SiPM(但不是 PMT)的情況下，較大的有源面積會(huì)由于較大的結(jié)電容而降低檢測(cè)帶寬。

五、根據(jù)價(jià)格選擇

● 如果基于波長(zhǎng)、光強(qiáng)度、時(shí)間特性和空間特性的選擇不僅僅指向一個(gè)探測(cè)器，那么價(jià)格可能是決定性因素。

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