光電器件光譜響應(yīng)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25 19:13
江門中微子實(shí)驗(yàn)是為測(cè)量中微子的第三種振蕩模式以及中微子質(zhì)量順序而建的大型科學(xué)實(shí)驗(yàn),其核心探測(cè)器使用了20000只大面積雙堿光陰極光電倍增管。為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,需對(duì)20000只光電倍增管進(jìn)行位置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。然而位置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)方案在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)光電倍增管對(duì)標(biāo)定所用的800 nm的發(fā)光二極管產(chǎn)生“紅暴效應(yīng)”。為探索光電倍增管產(chǎn)生“紅暴效應(yīng)”的原因,本文使用單光子的研究方法驗(yàn)證了雙堿光陰極光電倍增管對(duì)815 nm、1064 nm紅外光存在響應(yīng),證明了800 nm的紅外光不能夠直接用于雙堿光陰極光電倍增管的位置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。為探究雙堿光陰極光電倍增管在量子效率非響應(yīng)波段的響應(yīng),本文進(jìn)行了光電倍增管對(duì)紫外光的響應(yīng)特性測(cè)試。結(jié)果表明,光電倍增管單光子態(tài)對(duì)于265nm的紫外光存在響應(yīng),為江門中微子實(shí)驗(yàn)中使用紫外光對(duì)純水殺毒的方案設(shè)計(jì)提供了參考。本文繼續(xù)對(duì)硅光電倍增管、光電二極管開(kāi)展了1064 nm紅外光和265 nm紫外光的響應(yīng)特性測(cè)試。研究表明,硅光電倍增管對(duì)1064 nm的紅外光和265 nm的紫外光均存在明顯的響應(yīng),不同類型的光電二極管在非響應(yīng)波段均產(chǎn)生了不同程度的響應(yīng)。該結(jié)果為半導(dǎo)體光電器件的使用...
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2典型LED發(fā)光原理與LD發(fā)光原理??
如果吸收能量后的電子的動(dòng)量大到擺脫原子核對(duì)它的束縛,它就可以在極短的時(shí)??間內(nèi)飛出金屬表面,成為光電子,進(jìn)而形成光電流。隨著入射光子數(shù)的增大,逸??出的電子數(shù)也會(huì)隨之增大,產(chǎn)生的光電流也會(huì)變大。光電效應(yīng)的原理圖[8]如圖1-??1所示。??W??e°???0?X???????e???0??圖1-1光電效應(yīng)原理圖??電光轉(zhuǎn)換過(guò)程主要發(fā)生在發(fā)光元器件LED和LD上,其工作原理主要是電??致發(fā)光,即固體發(fā)光材料在電場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。??對(duì)于LED來(lái)說(shuō),其發(fā)出的光為自發(fā)輻射光,PN結(jié)間加正向偏置的電壓,其??電子與空穴對(duì)相符合而發(fā)光,其不需要粒子數(shù)的反轉(zhuǎn),也不需要諧振腔。典型半??導(dǎo)體LED的發(fā)光原理圖[9]如圖1-2左圖所示。??與LED不同的是,LD是激光光源,發(fā)出的光是受激發(fā)射光,只有滿足粒子??數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)諧振腔、以及滿足一定的閾值條件之后便可發(fā)出激光。半導(dǎo)體激光??發(fā)射的原理圖[1G]如圖1-2右圖所示。????\?/?t??!?^?f?°?f?t?J?N-AlyGal-yAs?電油:??反型異質(zhì)結(jié)」■?VM?l/-;?^????
如果吸收能量后的電子的動(dòng)量大到擺脫原子核對(duì)它的束縛,它就可以在極短的時(shí)??間內(nèi)飛出金屬表面,成為光電子,進(jìn)而形成光電流。隨著入射光子數(shù)的增大,逸??出的電子數(shù)也會(huì)隨之增大,產(chǎn)生的光電流也會(huì)變大。光電效應(yīng)的原理圖[8]如圖1-??1所示。??W??e°???0?X???????e???0??圖1-1光電效應(yīng)原理圖??電光轉(zhuǎn)換過(guò)程主要發(fā)生在發(fā)光元器件LED和LD上,其工作原理主要是電??致發(fā)光,即固體發(fā)光材料在電場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。??對(duì)于LED來(lái)說(shuō),其發(fā)出的光為自發(fā)輻射光,PN結(jié)間加正向偏置的電壓,其??電子與空穴對(duì)相符合而發(fā)光,其不需要粒子數(shù)的反轉(zhuǎn),也不需要諧振腔。典型半??導(dǎo)體LED的發(fā)光原理圖[9]如圖1-2左圖所示。??與LED不同的是,LD是激光光源,發(fā)出的光是受激發(fā)射光,只有滿足粒子??數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)諧振腔、以及滿足一定的閾值條件之后便可發(fā)出激光。半導(dǎo)體激光??發(fā)射的原理圖[1G]如圖1-2右圖所示。????\?/?t??!?^?f?°?f?t?J?N-AlyGal-yAs?電油:??反型異質(zhì)結(jié)」■?VM?l/-;?^????
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于硅PN結(jié)發(fā)光的量子密鑰分發(fā)發(fā)射單元器件[J]. 黃衛(wèi)紹,張巍,黃翊東. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(09)
[2]外光電效應(yīng)中深層電子的逸出功[J]. 徐子緒,張瑩瑩,陳暢. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2018(04)
[3]InGaN基可見(jiàn)光光電二極管研究進(jìn)展[J]. 黎斌,衛(wèi)靜婷,譚露雯. 廣東開(kāi)放大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]硅光電探測(cè)器陣列[J]. 胡海帆,李元景,趙自然,馬旭明. 半導(dǎo)體技術(shù). 2018(01)
[5]位置靈敏塑料閃爍體譜儀[J]. 樓建玲,王曉添,許金艷. 大學(xué)物理. 2017(09)
[6]一種大尺寸微通道板型光電倍增管[J]. 孫建寧,任玲,叢曉慶,黃國(guó)瑞,金睦淳,李冬,劉虎林,喬芳建,錢森,司曙光,田進(jìn)壽,王興超,王貽芳,韋永林,辛麗偉,張昊達(dá),趙天池. 紅外與激光工程. 2017(04)
[7]Development of a compact DOI-TOF detector module for high-performance PET systems[J]. Qing-Yang Wei,Tian-Peng Xu,Tian-Tian Dai,Shi Wang,Ya-Qiang Liu,Yu Gu,Tian-Yu Ma. Nuclear Science and Techniques. 2017(04)
[8]大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)物理分析2013年度報(bào)告[J]. 王貽芳,曹俊,陳少敏,衡月昆,王萌. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2016(24)
[9]一種用于中微子探測(cè)的3-inch光電倍增管的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 郭樂(lè)慧,田進(jìn)壽,盧裕,李紅偉. 物理學(xué)報(bào). 2016(22)
[10]發(fā)現(xiàn)中微子振蕩[J]. 李玉峰. 科學(xué). 2015(06)
博士論文
[1]在大亞灣實(shí)驗(yàn)上利用中子被氫俘獲的反電子中微子事例精確測(cè)量中微子振蕩參數(shù)[D]. 李超.山東大學(xué) 2018
碩士論文
[1]江門中微子實(shí)驗(yàn)PMT性能研究及防護(hù)罩透光性能測(cè)試[D]. 廖東豪.廣西大學(xué) 2017
[2]大面積光電倍增管地磁場(chǎng)性能影響和壽命老化研究[D]. 王文文.南京大學(xué) 2015
本文編號(hào):3362694
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2典型LED發(fā)光原理與LD發(fā)光原理??
如果吸收能量后的電子的動(dòng)量大到擺脫原子核對(duì)它的束縛,它就可以在極短的時(shí)??間內(nèi)飛出金屬表面,成為光電子,進(jìn)而形成光電流。隨著入射光子數(shù)的增大,逸??出的電子數(shù)也會(huì)隨之增大,產(chǎn)生的光電流也會(huì)變大。光電效應(yīng)的原理圖[8]如圖1-??1所示。??W??e°???0?X???????e???0??圖1-1光電效應(yīng)原理圖??電光轉(zhuǎn)換過(guò)程主要發(fā)生在發(fā)光元器件LED和LD上,其工作原理主要是電??致發(fā)光,即固體發(fā)光材料在電場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。??對(duì)于LED來(lái)說(shuō),其發(fā)出的光為自發(fā)輻射光,PN結(jié)間加正向偏置的電壓,其??電子與空穴對(duì)相符合而發(fā)光,其不需要粒子數(shù)的反轉(zhuǎn),也不需要諧振腔。典型半??導(dǎo)體LED的發(fā)光原理圖[9]如圖1-2左圖所示。??與LED不同的是,LD是激光光源,發(fā)出的光是受激發(fā)射光,只有滿足粒子??數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)諧振腔、以及滿足一定的閾值條件之后便可發(fā)出激光。半導(dǎo)體激光??發(fā)射的原理圖[1G]如圖1-2右圖所示。????\?/?t??!?^?f?°?f?t?J?N-AlyGal-yAs?電油:??反型異質(zhì)結(jié)」■?VM?l/-;?^????
如果吸收能量后的電子的動(dòng)量大到擺脫原子核對(duì)它的束縛,它就可以在極短的時(shí)??間內(nèi)飛出金屬表面,成為光電子,進(jìn)而形成光電流。隨著入射光子數(shù)的增大,逸??出的電子數(shù)也會(huì)隨之增大,產(chǎn)生的光電流也會(huì)變大。光電效應(yīng)的原理圖[8]如圖1-??1所示。??W??e°???0?X???????e???0??圖1-1光電效應(yīng)原理圖??電光轉(zhuǎn)換過(guò)程主要發(fā)生在發(fā)光元器件LED和LD上,其工作原理主要是電??致發(fā)光,即固體發(fā)光材料在電場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。??對(duì)于LED來(lái)說(shuō),其發(fā)出的光為自發(fā)輻射光,PN結(jié)間加正向偏置的電壓,其??電子與空穴對(duì)相符合而發(fā)光,其不需要粒子數(shù)的反轉(zhuǎn),也不需要諧振腔。典型半??導(dǎo)體LED的發(fā)光原理圖[9]如圖1-2左圖所示。??與LED不同的是,LD是激光光源,發(fā)出的光是受激發(fā)射光,只有滿足粒子??數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)諧振腔、以及滿足一定的閾值條件之后便可發(fā)出激光。半導(dǎo)體激光??發(fā)射的原理圖[1G]如圖1-2右圖所示。????\?/?t??!?^?f?°?f?t?J?N-AlyGal-yAs?電油:??反型異質(zhì)結(jié)」■?VM?l/-;?^????
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于硅PN結(jié)發(fā)光的量子密鑰分發(fā)發(fā)射單元器件[J]. 黃衛(wèi)紹,張巍,黃翊東. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(09)
[2]外光電效應(yīng)中深層電子的逸出功[J]. 徐子緒,張瑩瑩,陳暢. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2018(04)
[3]InGaN基可見(jiàn)光光電二極管研究進(jìn)展[J]. 黎斌,衛(wèi)靜婷,譚露雯. 廣東開(kāi)放大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]硅光電探測(cè)器陣列[J]. 胡海帆,李元景,趙自然,馬旭明. 半導(dǎo)體技術(shù). 2018(01)
[5]位置靈敏塑料閃爍體譜儀[J]. 樓建玲,王曉添,許金艷. 大學(xué)物理. 2017(09)
[6]一種大尺寸微通道板型光電倍增管[J]. 孫建寧,任玲,叢曉慶,黃國(guó)瑞,金睦淳,李冬,劉虎林,喬芳建,錢森,司曙光,田進(jìn)壽,王興超,王貽芳,韋永林,辛麗偉,張昊達(dá),趙天池. 紅外與激光工程. 2017(04)
[7]Development of a compact DOI-TOF detector module for high-performance PET systems[J]. Qing-Yang Wei,Tian-Peng Xu,Tian-Tian Dai,Shi Wang,Ya-Qiang Liu,Yu Gu,Tian-Yu Ma. Nuclear Science and Techniques. 2017(04)
[8]大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)物理分析2013年度報(bào)告[J]. 王貽芳,曹俊,陳少敏,衡月昆,王萌. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2016(24)
[9]一種用于中微子探測(cè)的3-inch光電倍增管的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 郭樂(lè)慧,田進(jìn)壽,盧裕,李紅偉. 物理學(xué)報(bào). 2016(22)
[10]發(fā)現(xiàn)中微子振蕩[J]. 李玉峰. 科學(xué). 2015(06)
博士論文
[1]在大亞灣實(shí)驗(yàn)上利用中子被氫俘獲的反電子中微子事例精確測(cè)量中微子振蕩參數(shù)[D]. 李超.山東大學(xué) 2018
碩士論文
[1]江門中微子實(shí)驗(yàn)PMT性能研究及防護(hù)罩透光性能測(cè)試[D]. 廖東豪.廣西大學(xué) 2017
[2]大面積光電倍增管地磁場(chǎng)性能影響和壽命老化研究[D]. 王文文.南京大學(xué) 2015
本文編號(hào):3362694
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