光电技术基础第四节

1、 要探知一个客观事物的存在及其特性，一般都是通过测量对探测者所引起的某种效应来完成的。对光辐射量的测量也是这样。 在光电子技术领域，光电探测器有它特有的含义。大多数光探测器都是把光辐射量转换成电量来实现对光辐射的探测的。即便直接转换量不是电量，通常也总是把非电量(如温度、体积等)再转换为电量来实施测量。 从这个意义上说，凡是把光辐射量转换为电量(电流或电压)的光探测器，都称为光电探测器。 了解光辐射对光电探测器产生的物理效应是了解光探测器工作的基础。1.121.12、光电探测器的物理效应、光电探测器的物理效应 一、光热效应和光子效应概述一、光热效应和光子效应概述光电探测器的物理效应通常分为两大

2、类：光光子效应和光热效应子效应和光热效应在每一大类中有可分为若干细目，如表所列。表表1 光热效应分类光热效应分类 热敏电阻测辐射热计金属测辐射热计超导远红外探测器热电偶、热电堆热电探测器高莱盒，液晶等1.测辐射热计负电阻温度系数正电阻温度系数超导2.温差电3.热释电4.其它相应的探测器效应光导管或光敏电阻光电池光电二极管雪崩光电二极管肖特基势垒光电二极管光电磁探测器光子牵引探测器1. 光电导(本征和非本征)2. 光生伏特PN结和PIN结(零偏)PN结和PIN结(反偏)雪崩肖特基势垒异质结3.光电磁光子牵引内光电效应光电管充气光电管光电倍增管象增强管1. 光阴极发射光电子正电子亲和势光阴极负电子

3、亲和势光阴极2.光电子倍增气体繁流倍增打拿极倍增通道电子倍增外光电效应相应的探测器效应在光照射下引起的电效应，统称为光电效应。光照射在金属表面时，金属中有电子逸出，形成真空中电子的现象，称为外光电效应，逸出的电子称为光电子，光电子形成的电流称为光电流；光照射在其它半导体材料上时，被光激发的载流子仍在物质内部运动，增加其电导率或产生电势差，这种现象称为内光电效应。二、光热效应和光子效应的区别二、光热效应和光子效应的区别所谓光子效应所谓光子效应，是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。 探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。内部电子状态的改

4、变。光子效应就对光波频率表现出选择光子效应就对光波频率表现出选择性，性， 光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测器元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其它物理性质发生变化。 所以，光热效应与单光子能量h的大小没有直接关系。原则上，光热效应对光波频率没有选择性光热效应对光波频率没有选择性。 只是在红外波段上，材料吸收率高，光热效应也就越强烈，所以广泛用于对红外辐射的探测广泛用于对红外辐射的探测。 因为温度升高是热积累的作用，所以光热效应的响应速度一般比较慢响应速度一般比较慢，而且容易受环

5、境温度变化的影响。 光电导效应只发生在某些半导体材料中，金属没有光电导效应。1、半导体材料的电导概念：、半导体材料的电导概念： 金属之所以导电，是由于金属原子形成晶体时产生了大量的自由电子。自由电子浓度n是个常量，不受外界因素影响。 半导体和金属的导电机构不同，在0K时，导电载流子浓度为零。在0K以上，由于热激发而不断产生热生载流子(电子和空穴)，在扩散过程中又有复合作用，产生与复合的电子空穴对数目相等，达到动态平衡。 光电导效应光电导效应三、光子效应三、光子效应 在热平衡下，单位时间内热生载流子的产生数目正好等于因复合而消失的数目。 因此在半导体中维持着一个热平衡的电子浓度n和空穴浓度p，他

6、们的平均寿命分别用 和 表示。 无论何种半导体材料，下式一定成立，即 式中ni是对应温度下本征半导体中的本征热生载流子浓度，它是温度的函数（见模电教材）。np2innp 2、光电导效应、光电导效应 光电导效应可分为本征光电导效应与杂质光电导效应两种，本征半导体或杂质半导体价带中的电子吸收光子能量跃入导带产生本征吸收，导带中产生光生自由电子，价带中产生光生自由空穴。光生电子与空穴使半导体的电导率发生变化。这种在光的作用下由本征吸收引起的半导体电导率的变化现象称为本征光电导效应。 通量为e,的单色辐射入射到如图1-10所示的半导体上，波长的单色辐射全部被吸收，则光敏层单位时间所吸收的量子数密度Ne

7、,应为 bdlhNe,e,(1-73) 光敏层每秒产生的电子数密度Ge为 e,eNG （1-74） 在热平衡状态下，半导体的热电子产生率Gt与热电子复合率rt相平衡。光敏层内电子总产生率应为热电子产生率Gt与光电子产生率Ge之和 ttrNGGe,e（1-75） 导带中的电子与价带中的空穴的总复合率R应为 )(iifppnnKR（1-76） 式中，Kf为载流子的复合几率，n为导带中的光生电子浓度，p为价带中的光生空穴浓度，ni与pi分别为热激发电子与空穴的浓度。 同样，热电子复合率与导带内热电子浓度ni及空穴浓度pi的乘积成正比。即 iiftpnKr （1-77） 在热平衡状态载流子的产生率应与

8、复合率相等。即)(, eiifiifppnnKpnKN（1-78） 在非平衡状态下，载流子的时间变化率应等于载流子的总产生率与总复合率的差。即 )(dd, eiifiifppnnKpnKNtn)(, eiifnppnpnKN（1-79） 下面分为两种情况讨论：（1）在微弱辐射作用下，光生载流子浓度n远小于热激发电子浓度ni，光生空穴浓度p远小于热激发空穴的浓度pi，并考虑到本征吸收的特点，n=p，式（1-79）可简化为 )(dd, eiifpnnKNtn利用初始条件t = 0时，n = 0，解微分方程得 )1 (, eteNn（1-80） 式中=1/Kf(ni+pi)称为载流子的平均寿命。 由

9、式（1-80）可见，光激发载流子浓度随时间按指数规律上升，当t时，载流子浓度n达到稳态值n0，即达到动态平衡状态 , e0Nn （1-81） 光激发载流子引起半导体电导率的变化为 , eNqnq（1-82） 式中为电子迁移率n与空穴迁移率p之和。 半导体材料的光电导g为 , eNlbdqlbdg（1-83） 可以看出，在弱辐射作用下的半导体材料的电导与入射辐射通量e,成线性关系。 求导可得 ,2ddelhqg由此可得半导体材料在弱辐射作用下的光电导灵敏度Sg 2,d dhclqgSeg（1-85） 可见，在弱辐射作用下的半导体材料的光电导灵敏度为与材料性质有关的常数，与光电导材料两电极间的长度

10、l的平方成反比。 bdlhNe,e, eNlbdqlbdg（2）在强辐射的作用下，nni，ppi（1-79）式可以简化为 2, eddnKNtnf利用初始条件t = 0时，n = 0，解微分方程得 tKNnftanh21e,（1-86） 式中， 为强辐射作用下载流子的平均寿命。 e,1NKf 强辐射情况下，半导体材料的光电导与入射辐射通量间的关系为 21,213eflKhbdqg（1-87） 抛物线关系。 进行微分得 ,21,213d21deeflKhbdqg（1-88） 在强辐射作用的情况下半导体材料的光电导灵敏度不仅与材料的性质有关而且与入射辐射量有关，是非线性的。 如果光导现象是半导体材

11、料的体效应体效应，那么光伏现象则是半导体材料的“结结”效应效应。 光生伏特效应是基于半导体PN结基础上的一种将光能转换成电能的效应，实现光伏效应可以是PN结、PIN结，肖特基势垒结以及异质结等。这里我们主要讨论PN结的光伏效应，它不仅最简单，而且是基础。光生伏特效应光生伏特效应 p-n结的基本特征是它的电学不对称性，在结区有一个从n侧指向p侧的内建电场存在。 热平衡下，多数载流子（n侧的电子和p侧的空穴）的扩散作用与少数载流子（n侧的空穴和p侧的电子）由于内电场的漂移作用相互抵消，没有净电流通过p-n结。用电压表量不出p-n结两端有电压，称为零偏状态。 如果p-n结正向偏置(p区接正，n区接负

12、)，则有较大正向电流通过p-n结。如果p-n结反向电压偏置(p区接负，n区接正)，则有一很小的反向电流通过p-n结，这个电流在反向击穿前几乎不变 ，称为反向饱和电流。p-n结的这种伏安特性如图所示。图中还给出了p-n结电阻随偏置电压的变化曲线。p-n结的伏安特性为) 1(/KTeUDseiiiD是反向饱和电流，指数因子中的e是电子电荷量，U是偏置电压（正向偏置为正，反向偏置为负），K是波尔兹曼常数，T是绝对温度。在零偏条件下如果照射光的波长满足条件 )eV(24. 1)m(iE无论光照n区或p区，都会激发出光生电子空穴对光照p区，如图所示。由于p区的多数载流子是空穴，光照前热平衡空穴浓度本来就

13、比较大。结区pn光无光照光照下iVu 0光生伏特i0短路光电流因此光生空穴对p区空穴浓度影响很小。相反，光生电子对p区的电子浓度影响很大，从p区表面（吸收光能多，光生电子多）向区内自然形成电子扩散趋势。如果p区的厚度小于电子扩散长度，那么大部分光生电子都能扩散进p-n结，一进入p-n结，就被内电场扫向n区。这样，光生电子空穴对就被内电场分离开来，空穴留在p区，电子通过扩散流向n区。这时用电压表就能量出p区正n区负的开路电压u0，称为光生伏特效应，如果用一个理想电流表接通p-n结，则有电流i0通过，称为短路光电流。 综合上述，光照零偏p-n结产生开路电压的效应，称为光伏效应。这也是光电池的工作原

14、理。VRLRLUis(a)(b)(c)(d)iP 有光照时，在PN结外电路接上负载电阻RL，PN结内出现两种相反的电流：一种是光激发产生的电子空穴对形成的光生电流I，其方向与PN结的反向饱和电流ID相同；另一种是由于光照在pn结两端产生光生电动势，相当于在pn结两端加正向电压U，产生正向电流IS 。 当设定内建电场的方向为电压与电流的正方向时，将PN结两端接入适当的负载电阻RL，若入射辐射通量为e,的辐射作用于PN结上，则有电流I流过负载电阻，并在负载电阻RL的两端产生压降U，流过负载电阻的电流应为 ) 1(KTqUDeIII（1-89） 式中， I为光生电流，ID为反向饱和电流。从（1-89

15、）式也可以获得I的另一种定义，当U=0（PN结被短路）时的输出电流ISC即短路电流，并有, e)1 (ehqIIdsc（1-90） 同样，当I=0时（PN结开路），PN结两端的开路电压UOC为 ) 1ln(OCDIIqKTU（1-91） 在光照反偏条件下工作时，通常称为光电二极管。I=I+ID （1-92） 光电二极管的暗电流ID一般要远远小于光电流I，因此，常将其忽略。光电二极管的电流与入射辐射成线性关系 光电二极管在反向偏置的情况下，输出的电流为 ,)1 (edehqI（1-93）如图1-13所示，当半导体材料的一部分被遮蔽，另一部分被光均匀照射时，在曝光区产生本征吸收的情况下，将产生高密

16、度的电子与空穴载流子，而遮蔽区的载流子浓度很低，形成浓度差。 这种由于载流子迁移率的差别产生受照面与遮光面之间的伏特现象称为丹培效应。 丹培（丹培（DemberDember）效应）效应 丹培效应产生的光生电压可由下式计算 pnpnpnpnDpnnqKTU0001ln式中，n0与p0为热平衡载流子的浓度；n0为半导体表面处的光生载流子浓度；n与p分别为电子与空穴的迁移率。n=1400cm2/(Vs)，而p=500 cm2/(Vs)，显然，np。 半导体的迎光面带正电，背光面带负电，产生光生伏特电压。称这种由于双极性载流子扩散运动速率不同而产生的光生伏特现象为丹培效应。 在半导体上外加磁场，磁场的

17、方向与光照方向垂直，当半导体受光照射产生丹培效应时，由于电子和空穴在磁场中的运动必然受到洛伦兹力的作用，使它们的运动轨迹发生偏转，空穴向半导体的上方偏转，电子偏向下方。 结果在垂直于光照方向与磁场方向的半导体上下表面上产生伏特电压，称为光磁电场。这种现象称为半导体的光磁电效应。 光磁电效应光磁电效应 光磁电场为 pndpnZpnppqBDE000)(（1-95） 式中，p0，pd分别为x=0，x=d处n型半导体在光辐射作用下激发出的少数载流子（空穴）的浓度；D为双极性载流子的扩散系数，在数值上等于 pnpnpDnDpnDDD)(（1-96） 其中，Dn与Dp分别为电子与空穴的扩散系数。 在光照

18、下，物体向表面以外空间发射电子(即光电子)的现象，称为光电发射效应。能产生光电发射效应的物体，称为光电发射体，在光电管中又称为光电阴极。著名的爱因斯坦方程描述了该效应的物理原理和产生条件。爱因斯坦方程是 式中是电子离开发射体表面时的动能， 是电子质量， 是电子离开时的速度。 是光子能量。 是光电发射体的功函数。 EhEk221mvEkE光电发射效应光电发射效应1 1、实验规律：、实验规律：饱和电流与入射光强度成正比-单位时间内，阴极溢出的光电子数与入射光强成正比UI1sI2sIaU同一频率同一频率减小加速电压U的值，光电流随之减少，当U减少到0时，光电流却不为0，直至加反向电压至Ua)时光电流

19、为零。此时最大初动能最大初动能的光电子也被截止电压阻止无法到达阳极。ameUmv221光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能。由上图看出，同一频率，不同强度的光对应相同的截止电压，即Ua与光强无关。用不同频率的光照射时，由如下关系：0UKUa:与金属有关的恒量0UK:与金属无关的普适恒量)(2102UKemvm0aU0光电子是即时发射的，无论光强如何，弛豫时间不超过0212mmvKU0KU000aU0内容内容 光不仅在发射和吸收时以能量为光不仅在发射和吸收时以能量

20、为h的微粒形式出的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为频率为 的的光是由大量能量为光是由大量能量为 =h 光子组成的粒子流，这光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。运动。Amvhm221 在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功部分消耗在电子逸出功A，另一部分变为光电子的动能，另一部分变为光电子的动能 Ek0 。由能量守恒可得出：。由能量守恒可得出：爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程式中：式中：A A为电子逸出金属表

21、面所需作的功，称为逸出为电子逸出金属表面所需作的功，称为逸出功；功； 为光电子的最大初动能。为光电子的最大初动能。2021mKmvE2、爱因斯坦的光量子假设、爱因斯坦的光量子假设初动能及反向遏止电压与 成正比，而与光强无关。（2）|aU, 0kE的解释的解释3 3、光电效应的解释、光电效应的解释|0akUeE Ah 由由可知，可知，eAehUa（1）截止频率）截止频率0 （红限）的解释（红限）的解释, 00kE, 0AhhA0, AhhA0 当入射光频率当入射光频率 0 时，电子才能逸出金属表面，时，电子才能逸出金属表面，产生光电效应。产生光电效应。不同金属具有不同的截止频率。（3）光电流正比

22、于光强的解释）光电流正比于光强的解释 光强正比于单位时间流过单位面积 的光子数。光强越大，光子数越多。（4）光电效应瞬时性的解释）光电效应瞬时性的解释 电子吸收光子时间很短，只要光子频率大于截止电子吸收光子时间很短，只要光子频率大于截止频率，电子就能立即逸出金属表面，无需积累能量的频率，电子就能立即逸出金属表面，无需积累能量的时间，与光强无关。时间，与光强无关。爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背光的波动理被物理学家们广泛承认，因为它完全违背光的波动理论。爱因斯坦（论。爱因斯坦（1879-1905-19

23、551879-1905-1955）19211921年获诺贝尔物年获诺贝尔物理学奖。理学奖。例例1：铂的逸出功为铂的逸出功为6.3eV，求铂的截止频率求铂的截止频率0 。解：解：hA0J106 .1eV11934190106 .6106 .13 .6Hz106 .914 金属内电子吸收一个光子可以释放一个光电子。光强越大，光电子越多，光电流越大。例例2：钾的截止频率钾的截止频率0 =4.621014Hz，以波长以波长=435.8nm的光照射，求钾放出光电子的初速度。的光照射，求钾放出光电子的初速度。解：解：AEk00221hmvh02cmhve149831341062.4108 .4351031

24、011.9106 .62hA0 美国物理学家密立根，花了十年时间做了美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效光电效应应”实验，结果在实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，年证实了爱因斯坦方程，h 的的值与理论值完全一致，又一次证明了值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子光量子”理论理论的正确。的正确。4.4.光电效应理论的验证光电效应理论的验证seV1013. 4SJ106 . 61534hnm/s103m/s1031714c)eV(24. 1)m(Ec)eV(1240)nm(EcE光电发射器件具有许多不同于内光电器件的特点：光电发射器件具有许多不同于内光电器件的特点：1. 1. 光

25、电发射器件中的导电电子可以在真空中运动，因此，光电发射器件中的导电电子可以在真空中运动，因此，可以通过电场加速电子运动的动能，或通过电子的内倍增可以通过电场加速电子运动的动能，或通过电子的内倍增系统提高光电探测灵敏度，使它能高速度地探测极其微弱系统提高光电探测灵敏度，使它能高速度地探测极其微弱的光信号，成为像增强器的基本元件。的光信号，成为像增强器的基本元件。2. 2. 很容易制造出均匀的大面积光电发射器件，这在光电很容易制造出均匀的大面积光电发射器件，这在光电成像器件方面非常有利。一般真空光电成像器件的空间分成像器件方面非常有利。一般真空光电成像器件的空间分辨率要高于半导体光电图像传感器。辨

26、率要高于半导体光电图像传感器。3. 3. 光电发射器件需要高稳定的高压直流电源设备，使得光电发射器件需要高稳定的高压直流电源设备，使得整个探测器体积庞大，功率损耗大，不适用于野外操作，整个探测器体积庞大，功率损耗大，不适用于野外操作，造价也昂贵。造价也昂贵。4. 4. 光电发射器件的光谱响应范围一般不如半导体光电器光电发射器件的光谱响应范围一般不如半导体光电器件宽。件宽。 当两种不同的配偶材料(可以是金属或半导体)，两端并联熔接时，如果两个接头的温度不同，并联回路中就产生电动势，称为温差电动势。回路中就有电流流通。如果我们把冷端分开并与一个电表相接，那么当光照熔接端(称为电偶接头)时，吸收光能

27、使电偶接头温度升高，电表A就有相应的电流读数，电流的数值就间接反应了光照能量大小。这就是用热电偶来探测光能的原理。 光热效应光热效应1 1、温差电效应、温差电效应塞贝克效应塞贝克效应(Seebeck Effect):塞贝克发现，当两种不同金属组成闭合回路且结点处温度不同时，指南针的指针会发生偏转。于是他认为温差使金属产生了磁场。但是当时塞贝克并没有发现金属回路中的电流，所以他把这个现象叫做“热磁效应”。后来，丹麦物理学家汉斯奥斯特重新研究了这个现象并称之为“热电效应”。不同的金属导体（或半导体）具有不同的自由电子密度，当两种不同的金属导体相互接触时，在接触面上的电子就会扩散以消除电子密度的差异

28、。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比，所以只要维持两金属间的温差，就能使电子持续扩散，在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。由此产生的电压通常每开尔文温差只有几微伏。 实用上为了提高测量灵敏度，常将若干个热电偶串联起来使用，称为热电堆，它在激光能量计中获得应用。2 2、热释电效应、热释电效应热释电效应是通过所谓的热释电材料实现的，热释电材料首先是一种电介质，是一种结晶对称性很差的压电晶体，因而在常温下具有自发电极化(即固有电偶极矩)。由电磁理论可知，在垂直于电极化矢量Ps的材料表面上出现面束缚电荷，面电荷密度 由于晶体内部自发电极化矢量排列混乱，因而总的Ps并不大。 ssp再加上材料表面附近

29、分布的外部自由电荷的中和作用，通常察觉不出有面电荷存在。如果对热电体施加直流电场，自发极化矢量将趋于一致排列（形成单畴极化），总的Ps加大。当电场去掉后，如果总的Ps仍能保持下去，这种热电体有时便称为热电铁电体。它是实现热释电现象的理想材料。spsspsp如图所示。温度升高， 减小。升高到Tc值时，自发极化突然消失， Tc称为居里温度。在Tc温度以下，才有热释电现象。 当强度变化的光照射热电体时，热电体的温度发生变化，Ps亦发生变化，面电荷从原来的平衡值跟着发生变化。 sp十分重要的是，热释电体表面附近的自由电荷对面电荷的中和作用比较缓慢，一般在1-1000秒量级。好的热电体，这个过程很慢。在

30、来不及中和之前，热电体侧表面就呈现出相应于温度变化的面电荷变化，这就是热释电现象。 如果把热电体放进一个电容器极板之间，把一个电流表与电容两端相接，就会有电流流过电流表，这个电流称为短路热释电流。 如果极板面积为A，则电流为dtdTAdtdTdTdPAdtdPAiss式中称为热释电系数。很显然，如果照射光是恒定的，那么T为恒定值，Ps亦为恒定值，电流为零。所以热释电探测器是一种交流或瞬时响应的器件。 对于光电探测器而言，一边是光辐射量，另一端是光电流量。把光辐射量转换为光电流量的过程称为光电转换。辐通量（即功率）(t)可以理解为光子流，光子能量h是光能量E的基本单元；光电流是光生电荷Q的时变量

31、，电子电荷e是光生电荷的基本单元。为此，我们有( )edndQthdtdt光dtdnedtdQti电)(1.131.13、光电转换、光电转换定律定律(54(54课时略课时略) ) 式中n光和n电分别为光子数和电子数。 式中所有变量都应理解为统计平均量。i应该正比于，写成等式时，引进一个比例系数D，即 式中D又称为探测器的光电转换因子。由上两式，有 式中称为探测器的量子效率，它表示探测器吸收的光子数和激发的电子数之比，它是探测器物理性质的函数。 heD )()(tDtidtdndtdn光电/得到这就是基本的光电转换定律。它告诉我们：光电探测器对入射功率有响应，响应量是光电流。因此，一个光电探测器

32、总可视为一个电流源。因为光功率正比于光电场的平方，故常常把光电探测器称为平方律探测器。或者说，光电探测器本质上是一个非线性器件。( )edndQthdtdt光dtdnedtdQti电)()()(tDtiheD dtdndtdn光电/)()(theti 光电探测器和其它器件一样，有一套根据实际需要而制定的特性参数。 它是在不断总结各种光电探测器的共同基础上而给以科学定义的，所以这一套性能参数科学地反映了各种探测器的共同因素。 依据这套参数，人们就可以评价探测器性能的优劣，比较不同探测器之间的差异，从而达到根据需要合理选择和正确使用光电探测器的目的。 显然，了解各种性能参数的物理意义是十分重要的。

33、 灵敏度也常称作响应度，它是光电探测器光电转换特性，光电转换的光谱特性以及频率特性的量度。 光电流i(或光电压u)和入射光功率P之间的关系 if (p)，称为探测器的光电特性。 灵敏度R定义为这个曲线的斜率，即 (线性区内) (A/W) 或 (线性区内) (V/W) dpdiRipidpduRupuR i和R u分别称为电流和电压灵敏度，i和u称为电表测量的电流、电压有效值。 式中的光功率P是指分布在某一光谱范围内的总功率，因此，这里的R i和R u又分别称为积分电流灵敏度和积分电压灵敏度。如果我们把光功率P换成波长可变的光功率谱密度P ，由于光电探测器的光谱选择性，在其它条件下不变的情况下，光电流将是光波长的函数，记为i(或u)，于是光谱灵敏度R定义为dpdiR 如果R 是常数，则相应的探测器称为无无选择性探测器选择性探测器(如光热探测器)，光子探测器则是选择性探测器。 上式的定义在测量上是困难的，通常给出的是相对光谱灵敏度相对光谱灵敏度S S 定义为 式中R m是指R 的最大值，相应的波长称为峰值波长，S 是无量纲的百分数，S随变化的曲线称为探测器的光谱灵敏度光谱灵敏度曲线曲线。mRRS/PiRff2)2(1)0(ffiif如果入射光是强度调制的，在其它条件不变下，光电流if将随调制频率f的