光電探測器是近紅外波段高靈敏、高速響應的光電轉換器件,廣泛應用于光纖通信、激光雷達、光譜分析及科研成像等領域。其性能源于內部多模塊的精密協同。以下為光電探測器關鍵組成部件的功能特點詳解:

一、InGaAs光敏芯片
采用分子束外延或金屬有機化學氣相沉積技術制備的吸收層,與InP襯底晶格匹配,實現高量子效率(>80%@1550nm);通過調控銦鎵比例可擴展響應至2.6μm。芯片結構多為PIN型,具有低暗電流(典型值0.1–5nA)、快載流子渡越時間(<100ps),支持GHz級帶寬。
二、抗反射鍍膜窗口
感光面覆蓋單層或多層介質膜,在目標波段(如1310/1550nm)實現反射率<0.5%,顯著提升入射光利用率;部分型號采用楔形窗口或藍寶石蓋板,抑制法布里-珀羅效應,避免信號振蕩。
三、熱電制冷器模塊
對低噪聲應用,集成單級或雙級TEC,可將芯片溫度穩定控制在–40℃至+25℃范圍內,每降低10℃,暗電流約減半;配合高精度熱敏電阻(NTC)與PID溫控電路,溫漂≤±0.1℃,確保長期穩定性。
四、跨阻放大器前端電路
部分型號內置TIA,將微弱光電流轉換為電壓信號,具備超低輸入噪聲(<5pA/√Hz)、高增益(104–106V/A)及寬帶寬(DC–1GHz);采用屏蔽封裝與差分輸出設計,有效抑制電磁干擾。
五、密封管殼與光學接口
TO-can或蝶形封裝:內部充氮或抽真空,防止濕氣侵蝕芯片;
光纖耦合型:集成FC/PC或SMF-28單模尾纖,耦合效率>70%;
自由空間型:配備標準螺紋或定位法蘭,便于光路對準。
六、ESD與過載保護電路
內置TVS二極管或限流電阻,可承受±2kV靜電放電(HBM)及短暫強光沖擊,防止PN結擊穿;部分型號設自動偏壓切斷功能,當暗電流異常升高時觸發保護。