选择红外光电二极管阵列用于您的下一个光学系统

已创建:January 17, 2020
已更新:July 1, 2024
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当大多数人想到光学系统的探测器时,他们可能首先想到的是CCD阵列或CMOS传感器。这是可以理解的;这些组件有着悠久的成功历史,并且是熟悉的相机组件。然而,当涉及到在可见光谱之外收集敏感测量数据时,CCD或CMOS传感器并不是最佳选择。相反,你应该使用光电二极管或光电二极管阵列来收集这些敏感测量数据。以下是你需要了解的关于光电二极管阵列的信息,以及如何为你的下一个光学系统选择最佳组件。

测量与成像

表面上,CCD、CMOS传感器和光电二极管阵列可能听起来像是在不同应用中彼此的完美替代品,但实际并非如此。这些组件各有其在不同应用中的位置,将组件和应用混合搭配并不是最好的主意。

CMOS传感器和CCD是主要用于成像的像素阵列传感器。每个像素中的光照用于构建来自周围环境的光的强度图。当你在不同的像素中添加颜色过滤时,你就可以构建彩色图像。与此相对的是光电二极管阵列;光电二极管阵列由许多元素(通常少于1024个)组成,具有共同的阴极。每个元素类似于一个像素,并且充当其自己的p-n光电二极管。在一些应用中,如军事和航空领域,光电二极管阵列可能由几个单独的光电二极管阵列探测器组装而成。

光电二极管阵列通常被优化以在狭窄的波长范围内提供高灵敏度响应,而CMOS传感器和CCD通常被构建为在可见范围内操作。因为元素数量如此之少,且所需响应被限制在较小的波长范围内,光电二极管阵列通常用于非常特定的成像应用或在特定波长收集敏感测量数据。如果你需要收集比光电二极管阵列能收集的更为敏感的测量数据,应该使用光电倍增管代替。

(Alt text: 小型光电二极管阵列) https://www.shutterstock.com/image-photo/digital-electronic-colour-sensor-chip-solder-1077154646

红外光电二极管阵列选择标准

在选择用于任何红外成像系统的光电二极管时,应考虑以下几点:

  • 灵敏度谱:数据手册通常会在单一波长(通常是灵敏度最大的波长)处引用灵敏度。然而,像大多数组件一样,灵敏度取决于频率。灵敏度通常以A/W单位或作为最大灵敏度的百分比引用。
  • 波长范围:光电二极管阵列被设计为在不同的波长范围内工作。不同制造商提供的光电二极管阵列可以覆盖可见光、紫外线和红外光谱的部分区域。
  • 最大输出电流:这是光电二极管阵列中一个元素可以产生的最大电流。
  • 击穿电压:当以光电导模式操作时,组件以反向偏置驱动。这是会导致击穿的最大反向偏置电压。注意,光电二极管阵列可以在光伏模式下操作(即,无偏置)。

Optek OPR2100T

OPR2100T光电二极管阵列是一个6元素,12引脚SMD封装,非常适合工业电机编码器应用。这个光电二极管阵列有一个不透光的封装,可以阻挡周围环境的杂散光。该封装相当坚固,具有3.45平方毫米的有效面积。在850纳米处看到最大响应度。

OPR2100T光电二极管阵列及其响应度

OPR2100T光电二极管阵列及其响应度的照片。来自OPR2100T数据手册

Advanced Photonix PDB-C216

PDB-C216是一个线性光电二极管阵列,在950纳米处有最大响应。灵敏度谱延伸到可见范围,尽管如果希望在红外波长处进行检测,可以通过适当的滤波器消除这一点。这个光电二极管阵列在行李扫描仪和其他需要线扫描测量的应用中找到了它的用武之地。

OPR2100T光电二极管阵列及其响应度

PDB-C216线性光电二极管阵列及其响应度。来自PDB-C216数据手册

Broadcom SPD2025-12X

在电信领域,Broadcom的SPD2025-12X线性光电二极管阵列非常适合高性能光接收器设计。这个12元素光电二极管阵列提供高响应度、低暗电流和低电容,适用于高带宽产品。一些电信应用包括用于使用多模12×25-Gb/s和12×28-Gb/s NRZ或PAM-4信号的接收器。

SPD2025-12X线性光电二极管阵列的布局

SPD2025-12X线性光电二极管阵列的布局。来自SPD2025-12X产品简介。 (Alt text: 展示SPD2025-12X线性光电二极管阵列的布局) https://drive.google.com/open?id=14d5QeekNnjB2DXV8t2mBGLZl3as3_AKc

随着计算机视觉的新应用、光学系统的更广泛使用以及在激光雷达等应用中对灵敏度的要求,您将需要为下一个系统选择合适的光电二极管阵列。Octopart®为您提供各种光电二极管阵列和其他探测器,以供您的下一个成像或测量系统使用。尝试使用我们的零件选择指南来确定您下一个产品的最佳选项。

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