光子接收器及其應(yīng)用

在生產(chǎn)和科研過程中，有時(shí)要對(duì)離子、電子或光子等微弱信號(hào)進(jìn)行測量，低噪聲放大器是必不可少的。例如，在激光雷達(dá)方面，通過收集大氣對(duì)發(fā)射激光的后向散射光即可得到大氣的信息。由于大氣分子對(duì)激光的后向散射是非常微弱的，因而需要低噪聲高增益放大器并進(jìn)行多次累加平均才能分析出有用信號(hào)。設(shè)計(jì)時(shí)可以使用已有的光探測器后面與低噪聲高增益微電流放大器，也可以選擇光子對(duì)應(yīng)波段的光子接收器，光子接收器是將低噪聲的光電探測器與低噪聲高增益的微電流放大器結(jié)合到一起的新器件，可用來獲得高信噪比的測量信號(hào)。

    在激光吸收光譜中，也需要長光程來增加檢測的靈敏度。但隨著光程的增加，能夠接收的信號(hào)也將非常微弱，這就需要高增益低噪聲放大器來進(jìn)一步提高系統(tǒng)的檢測靈敏度，這時(shí)便可以直接使用光子接收器。

此外，對(duì)于激光吸收光譜中的腔體衰蕩光譜來說，由于激光在兩個(gè)鍍了高反射的反射鏡之間要來回多次反射，然后才能由探測器接收從反射鏡透射的光強(qiáng)信號(hào)。實(shí)際上，在高反射率的反射鏡中透射的光是非常弱的，而透射光的強(qiáng)度又反映了衰蕩時(shí)間，因此要提高系統(tǒng)的靈敏度，不但要求有高反射率的反射鏡，還要有好的信號(hào)接收系統(tǒng)。光子接收器正好能在該系統(tǒng)中發(fā)揮最大的低噪聲高增益優(yōu)勢。

表1

    除了以上這幾種用途，光子接收器和微電流放大器還可以用在熒光光譜、拉曼光譜、多光子電離等領(lǐng)域。圖１給出了光子接收器和微電流放大器在激光吸收光譜中的應(yīng)用。表１列出了光子接收器的主要技術(shù)參數(shù)。