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光电二极管激光功率计传感器工作原理

  • 发布日期:2024-02-20      浏览次数:185
    • 一、光电二极管激光功率计传感器工作原理

      光电二极管(PD)实际上就是半导体p-n结。当能量足够的光子入射到p-n结上时,会激发电子,从而产生电流。光电二极管可以在光伏模式或光导模式下工作。在光伏模式下,光电二极管的阳极和阴极与负载相连,从而提供电流。在光导模式下,光电二极管两端被反向施加偏压,反向电流的大小取决于入射光功率。反向偏压会显著减少光电二极管对入射光子的响应时间。因此,光导模式常用于高速光电探测器。但是,PD电流对温度的依赖性却是光导模式的缺点。

      光电二极管激光功率计传感器

      功率测量应用中,光电二极管探头常在光伏模式下工作。在这种情况下,它的阳极和阴极与跨阻放大器的输入端相连,放大器可将光电流转化为电压。光电二极管可以提供的最大光电流大概是几毫安。光电二极管的响应度是传导电流与入射光功率之比,通常以“A/W"为单位。响应度与制造光电二极管的材料以及入射光的波长紧密相关。光电二极管的最大输出电流受到IPD = f(Poptical)特征曲线的线性部分限制,换言之,受到饱和效应的限制。

      如需将可以测量的最大光功率扩大到几十毫瓦,可以在光电二极管前放置衰减片。通常情况下是使用中性密度(ND)滤光片。与响应度类似,ND滤光片的光密度也与波长相关。随着使用时间变长,光电二极管的响应度会由于老化而发生改变。对于直径很小的光束,如果入射位置不同,光电二极管探头的均匀性差异会导致输出电流的不同。如果光束直径超过了PD探头的有效区,可能会产生错误的读数。

      二、光电二极管激光传感器优缺点

      1、优点

      PIN光电二极管具有高速、高灵敏度、低噪音、线性范围广、可靠性和稳定性好等特点。

      2、缺点

      受到温度和偏压等因素的影响较大,会对性能产生较大影响,此外,制造工艺要求较高, 成本相对较昂贵。

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