1. 光灵敏度
光灵敏度是指光电探测器对光信号的感知能力,其中PMT和MPPC均能够实现对单个光子的探测,但是由于MPPC的暗计数率比较大,所以,如果是探测极微弱光,PMT的信噪比最优,MPPC仅次于PMT,接下来时APD,最后是PD。
结论:如果探测极微弱光,信噪比:PMT>MPPC>APD>PD。
2. 增益
增益是指光电探测器将光信号转换为电子信号后,对电子信号的放大能力。其中PMT是通过连续的倍增级实现的电子放大,放大能力能到107左右,MPPC仅次于PMT,放大能力能到106左右,APD能放大到102左右,PD不具备放大能力。
结论:增益对比,PMT≈107 >MPPC≈106 >APD ≈102,PD不具备增益能力。
3. 噪声特性
暗电流是指光电探测器在没有光入射时,由于器件本身的原因导致的电流输出。
PMT是真空电子器件,暗电流主要来源于器件的漏电阻和热电子发射;PD、APD、MPPC都属于半导体器件,暗噪声来源主要是暗电流的散粒噪声和分流电阻的热噪声。
4.响应速度
光电探测器的响应速度通常用上升时间或者截止频率来描述,其中PMT的响应最快,MPPC和APD次之,PD分为PN型和PIN型,PN型的响应慢,PIN型的响应很快。
结论:PMT>MPPC/APD;PD分为PN型和PIN型,PIN型>PN型。
5.工作电压
工作电压是指光电探测器在工作时所需要的工作电压。其中PMT的工作电压需要上千伏,需要使用到高压电源,APD 的工作电压在100~500 V、MPPC工作电压在30~60 V、PD的工作电压最低,在0~5 V。
结论:PMT工作电压需要上千伏,需要使用到高压电源;APD≈100~500 V>MPPC≈30~60 V>PD最低在0~5 V。
6.探测面积
光电探测器的探测面积也是影响探测面积的主要因素,其中如果对比单个光电探测器的面积大小,其中PMT的面积是最大的,目前可以做到20英寸, PD,APD,MPPC受噪声和带宽的影响,一般在几毫米量级,需要大面积探测的,可以选择阵列产品,或者进行定制。
7.其他
除了以上的性能对比,还有其他的参数对比,可以参考下表:
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