硅紫敏光电探测器在光谱仪中的应用

　　本文对2CU紫敏光电探测器、光电管、光电倍增管的光谱特性、应用电路进行了分析比较，认为2CU硅紫敏光电探测器具有从紫外到近红外的宽光谱响应以及简单的电路设计等突出的优点，因此，在200-1100nm波长范围内可以取代所有的光电管及部分光电倍增管，在光谱仪器中，2CU系列硅紫敏光电探测器具有良好的应用前景。

　　一、前言

　　在仪器仪表工业中，特别是光谱仪器中，光电器件是决定整机性能的最关键元器件之一。目前，应用在紫外一可见一近红外波段内的光电器件主要有硒光电池、硅光电池、光电管以及光电倍增管。虽然硒光电池具有与人眼视感相似的光谱响应曲线，但其灵敏度低、稳定性差、寿命短、光谱响应范围窄(无紫光响应和红·外光响应)。因此，它只能应用于一些普及型光学仪器中，光电管虽有较好的信噪比，但其结构复杂、体积较大、成本较高、光谱响应范围较窄，现在正逐步退出它们的使用领域，取而代之的是硅光电器件;光电倍增管是目前最灵敏的光电器件，其积分灵敏度比硅光电器件要高3-4个数量级，且响应速度快，一般可达毫微秒数量级，但是它同样具有许多明显的缺点:1、光谱响应范围比硅光电器件要窄得多。2、灵敏度强烈地依赖于所施加的偏压。3、线性与入射光波长有关。4、光谱分布与温度有关。5、器件光照特性的一致性及均匀性较差。以上这些缺点在一定程度上限制了光电倍增管的应用。由以上分析可见，为仪器仪表提供一种高灵敏度、宽光谱响应、高稳定性的光电器件是仪器仪表设计者盼望已久并急待解决的问题。在这方面，经过十来年的努力，我们制成了2CU系列硅紫敏光电探测器，经多种仪器应用，证明是一种适用于紫外一可见一近红外光谱范围的光电探测器。

　　二、光谱特性

　　图1是几种常用半导体光电器件的光谱响应曲线，其中，曲线1是硒光电池的光谱响应曲线;曲线2是常规硅光电器件的光谱响应曲线，曲线3是我们制作的2(',U系列硅紫敏光电探测器的光谱响应曲线。从图1不难看出，硒光电池具有与人眼视感相似的光谱响应特性。其峰值波长在JJnnm左右。因此，就光谱特性而言，硒光电池是一种比较理想的用于光度量测试的光电器件.但山于它低劣的整体性能，在各种光测量中基本上已经被修正的硅器件所代替。常规硅光电器件的紫兰光响应较差，这就限制了它在近紫外区域的应用。从曲线3可以看出，2(:U系列的光潜响应可以从近紫外区到近红外区，这对于目前使用最广的紫外一可见一近红外光谱仪来说，将是一种比较理想的光电接收器。