光子接收器及其應用

在生產和科研過程中，有時要對離子、電子或光子等微弱信號進行測量，低噪聲放大器是必不可少的。例如，在激光雷達方面，通過收集大氣對發射激光的后向散射光即可得到大氣的信息。由于大氣分子對激光的后向散射是非常微弱的，因而需要低噪聲高增益放大器并進行多次累加平均才能分析出有用信號。設計時可以使用已有的光探測器后面與低噪聲高增益微電流放大器，也可以選擇光子對應波段的光子接收器，光子接收器是將低噪聲的光電探測器與低噪聲高增益的微電流放大器結合到一起的新器件，可用來獲得高信噪比的測量信號。

在激光吸收光譜中，也需要長光程來增加檢測的靈敏度。但隨著光程的增加，能夠接收的信號也將非常微弱，這就需要高增益低噪聲放大器來進一步提高系統的檢測靈敏度，這時便可以直接使用光子接收器。

此外，對于激光吸收光譜中的腔體衰蕩光譜來說，由于激光在兩個鍍了高反射的反射鏡之間要來回多次反射，然后才能由探測器接收從反射鏡透射的光強信號。實際上，在高反射率的反射鏡中透射的光是非常弱的，而透射光的強度又反映了衰蕩時間，因此要提高系統的靈敏度，不但要求有高反射率的反射鏡，還要有好的信號接收系統。光子接收器正好能在該系統中發揮最大的低噪聲高增益優勢。

表1

除了以上這幾種用途，光子接收器和微電流放大器還可以用在熒光光譜、拉曼光譜、多光子電離等領域。圖１給出了光子接收器和微電流放大器在激光吸收光譜中的應用。表１列出了光子接收器的主要技術參數。