選擇檢測(cè)器的第一個(gè)方面是定義應(yīng)用程序的參數(shù)，這個(gè)方面經(jīng)常被忽略。人們應(yīng)該確定使用檢測(cè)器的波長(zhǎng)，以及將入射到設(shè)備上的光功率。通常，這些標(biāo)準(zhǔn)將限制選擇。

圖1：PMT、APD和光電二極管的光譜響應(yīng)

量子效率(圖1)是探測(cè)器將光子轉(zhuǎn)化為電子或空穴的內(nèi)在能力。它表示為產(chǎn)生的電子與入射光子的比率，以百分比表示。制造商通常不會(huì)在其規(guī)格中列出量子效率(QE)。相反，他們使用輻射靈敏度，即每入射瓦特光功率產(chǎn)生的電流，安培每瓦特(A/W)。QE與光敏度的關(guān)系如下:

S=A/W中的輻射靈敏度，λ=波長(zhǎng)，單位為納米。

對(duì)于SiPMs，制造商列出光子探測(cè)效率(PDE)而不是QE。PDE是QE、填充因子和雪崩概率的乘積。填充系數(shù)是指光敏面積與SiPM的總面積之比。雪崩概率是指在一個(gè)像素中產(chǎn)生的載流子可能導(dǎo)致雪崩倍增的概率。PDE是波長(zhǎng)和反向電壓的函數(shù)(圖2)。

圖2:SiPM的光子探測(cè)效率(PDE)作為波長(zhǎng)(左)和反向電壓(右)的函數(shù)的示例圖

在所有其他探測(cè)器特性相同的情況下，具有比較高QE的探測(cè)器是理想選擇。

檢測(cè)器最容易被誤解的一個(gè)方面是增益。許多用戶誤把大的信號(hào)幅度當(dāng)作信號(hào)質(zhì)量。探測(cè)器的內(nèi)部增益只能放大光產(chǎn)生的信號(hào)。如果光產(chǎn)生的信號(hào)有噪聲，那么放大后的信號(hào)也會(huì)有噪聲。雖然這似乎是顯而易見(jiàn)的，但這是一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤。實(shí)際上，增益的好處是將光產(chǎn)生的信號(hào)提高到信號(hào)處理設(shè)備的噪聲級(jí)以上。在信號(hào)處理設(shè)備限制信噪比的情況下，檢測(cè)器的內(nèi)部放大可以改善信噪比。

帶寬是指探測(cè)器/信號(hào)處理設(shè)備的電帶寬。設(shè)計(jì)光學(xué)探測(cè)器系統(tǒng)所涉及的大多數(shù)噪聲源本質(zhì)上是隨機(jī)的，具有很寬的頻率分布。因此，在其他條件相同的情況下，如果電帶寬增加，探測(cè)器的系統(tǒng)噪聲將增加，從而:

審核編輯 黃宇