[发明专利]一种检测碲化物半导体探测器内建电场的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测碲化物半导体探测器内建电场的方法。

背景技术

检测碲化物半导体探测器由于外加电场作用下，在探测器工作中很难获得实际电场的作用，而在探测器工作中，假设是匀强电场，其实内部的电场是非线性的，从而引起了碲化物半导体探测器的收集效率和能量分辨率收到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测碲化物半导体探测器内建电场的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种利用检测碲化物半导体探测器内建电场的装置检测碲化物半导体探测器内建电场的方法，包括如下步骤：

S1、红外波段的卤钨灯发出红外光，依次通过980nm滤波片，平行光的选光透镜和起偏器后，照射到碲化物半导体探测器；

S2、用红外相机收集通过碲化物半导体探测器的光和经过检偏器的光，同过红外成像得到碲化物半导体探测器的清晰的图像；

S3、使起偏器和检偏器成平行，记录碲化物半导体探测器的图像；

S4、碲化物半导体探测器加电压、使起偏器和检偏器成45°和-45°起偏，记录碲化物半导体探测器的图像；

S5、通过二次电光效应公式得出碲化物半导体探测器内建电场；

其中，I₀(x，y)是通过平行偏振片的红外光表达式；

I(x，y)是通过垂直偏振片的红外光表达式；

E(x，y)是碲化物半导体探测器内建电场的实际电场强度表达式；

E₀是碲化物半导体探测器外加的实际的电场强度表达式；

(x，y)是碲化物半导体探测器内建电场内部的位置坐标；

其中所述的装置包括：卤钨灯、980nm滤波片、透镜、碲化物半导体探测器、三维平移台、起偏器、检偏器、物镜和相机，所述碲化物半导体探测器横放在所述三维平移台上，所述碲化物半导体探测器上设有直流电压表，所述三维控制平台和相机均通过数据线连接有电脑，所述卤钨灯上设有开关，所述相机为红外相机。

其中，本发明应用了泡克耳斯效应(Pockels)，泡克耳斯效应(Pockels)：偏振光沿着处在外电场内的压电晶体的光轴传播时发生双折射现象，且两个主折射率之差与外电场强度平方成正比，这种电光效应即为泡克耳斯效应。其原理是：某些晶体在外加电场方向与入射光传播方向垂直时，在施加电场时，电场将改变晶体的各向异性的性质，产生感应双折射。

本发明由于双折射的产生，导致光在不同振动方向上的折射率不同。因为折射率决定了光在介质中的传播速度，导致了光程差从而引起了相位差，从而改变了光的偏振状态。本发明可以根据相机上所接收到的光强与碲化物半导体探测器的内建电场强度的平方成正比，来研究碲化物半导体探测器的电场分布，进一步的得到空间电荷的分布，从而来研究碲化物半导体探测器内部的缺陷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的一种检测碲化物半导体探测器内建电场的装置，包括卤钨灯1、980nm滤波片9、透镜10、碲化物半导体探测器4、三维平移台5、起偏器8、检偏器6、物镜2和相机7，所述碲化物半导体探测器4横放在所述三维平移台5上，所述碲化物半导体探测器4上设有直流电压表，所述三维控制平台5和相机7均通过数据线连接有电脑3，所述卤钨灯1上设有开关，所述相机7为红外相机。

本装置的原理是：如图2所示，透过红外滤光片所产生的红外光，通过起偏器后，照射于两端加有电压的碲化物半导体探测器上。随后再让投射光通过于起偏器偏振方向垂直的检偏器。由于碲化物半导体探测器上所发生的Pockels效应，使得位于检偏器后的相机能接收到光。

相机上所接收到的光强与碲化物半导体探测器的内建电场强度的平方成正比。

I₀是通过起偏器的光强，n₀是无电场作用时的折射率，r是碲化物半导体探测器的线性电光系数，d是光传播方向上碲化物半导体探测器的长度，λ是光的波长，E是沿光路上内建电场的平均值。

本具体实施显微镜的起偏器和检偏器的振动方向要互相正交。有时必须确定下起偏器和检偏器的振动方向，因此操作时必须对起偏器和检偏器进行校正。