光子接收器及其应用

在生产和科研过程中，有时要对离子、电子或光子等微弱信号进行测量，低噪声放大器是必不可少的。例如，在激光雷达方面，通过收集大气对发射激光的后向散射光即可得到大气的信息。由于大气分子对激光的后向散射是非常微弱的，因而需要低噪声高增益放大器并进行多次累加平均才能分析出有用信号。设计时可以使用已有的光探测器后面与低噪声高增益微电流放大器，也可以选择光子对应波段的光子接收器，光子接收器是将低噪声的光电探测器与低噪声高增益的微电流放大器结合到一起的新器件，可用来获得高信噪比的测量信号。

在激光吸收光谱中，也需要长光程来增加检测的灵敏度。但随着光程的增加，能够接收的信号也将非常微弱，这就需要高增益低噪声放大器来进一步提高系统的检测灵敏度，这时便可以直接使用光子接收器。

此外，对于激光吸收光谱中的腔体衰荡光谱来说，由于激光在两个镀了高反射的反射镜之间要来回多次反射，然后才能由探测器接收从反射镜透射的光强信号。实际上，在高反射率的反射镜中透射的光是非常弱的，而透射光的强度又反映了衰荡时间，因此要提高系统的灵敏度，不但要求有高反射率的反射镜，还要有好的信号接收系统。光子接收器正好能在该系统中发挥最大的低噪声高增益优势。

表1

除了以上这几种用途，光子接收器和微电流放大器还可以用在荧光光谱、拉曼光谱、多光子电离等领域。图１给出了光子接收器和微电流放大器在激光吸收光谱中的应用。表１列出了光子接收器的主要技术参数。