光電探測器在光通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)將光轉(zhuǎn)變成電的作用，這主要是基于半導(dǎo)體材料的光生伏效應(yīng)，所謂的光生伏效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。

　　光電探測器的基本工作機(jī)理包括三個過程：

　　1、光生載流子在光照下產(chǎn)生；

　　2、載流子擴(kuò)散或漂移形成電流；

　　3、光電流在放大電路中放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號。當(dāng)探測器表面有光照射時(shí)，如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量即Eg<hv，則價(jià)帶電子可以躍遷到導(dǎo)帶形成光電流。

 

　　當(dāng)光在半導(dǎo)體中傳輸時(shí)，光波的能量隨著傳播會逐漸衰減，其原因是光子在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了吸收。半導(dǎo)體對光子的吸收最主要的吸收為本征吸收，本征吸收分為直接躍遷和間接躍遷。通過測試半導(dǎo)體的本征吸收光譜除了可以得到半導(dǎo)體的禁帶寬度等信息外，還可以用來分辨直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。本征吸收導(dǎo)致材料的吸收系數(shù)通常比較高，由于半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)所以半導(dǎo)體具有連續(xù)的吸收譜。從吸收譜可以看出，當(dāng)本征吸收開始時(shí)，半導(dǎo)體的吸收譜有一明顯的吸收邊。但是對于硅材料，由于其是間接帶隙材料，與三五族材料相比躍遷幾率較低，因而只有非常小的吸收系數(shù)，同時(shí)導(dǎo)致在相同能量的光子照射下在硅材料中的光的吸收深度更大。直接帶隙材料的吸收邊比間接帶隙材料陡峭很多，如圖 畫出了幾種常用半導(dǎo)體材料的入射光波長和光吸收系數(shù)、滲透深度的關(guān)系。

 

　　光電探測器的性能：

　　1、響應(yīng)度：響應(yīng)度為輸入單位光功率信號是探測所產(chǎn)生的輸出，有時(shí)又稱為響應(yīng)率或靈敏度。此外探測器的頻率響應(yīng)特性也是非常重要的參數(shù)之一。

　　2、可探測性：可探測性表征的是探測器從噪聲中挖掘有用信息的本領(lǐng)。描述這個參數(shù)的量包括等效噪聲功率、探測率、暗電流等。

　　3、光譜效應(yīng)：光譜響應(yīng)是表征光電探測器的響應(yīng)度或探測率隨波長而變化的性能參數(shù)。設(shè)波長可變的光功率譜密度為Pλ，由于光電探測器的光譜選擇性，在其他條件不變的情況下，光電流將是光波長的函數(shù)。記為iλ，于是光譜靈敏度Rλ。