光电二极管

Tech-LED 光电二极管（Photodiode）类别涵盖多种半导体光电探测器，包括 PN 型和 PIN 型光电二极管，针对从 UV 到可见光再到 IR 的不同光谱范围进行了优化。光电二极管是 LED 的互补器件——LED 发射光，而光电二极管吸收光并产生与光强成正比的电流。我们提供多种封装类型（气密 TO 金属封装、塑料封装、表面贴装（SMD）等）及不同结型的光电二极管，以满足特定需求：硅（Si）光电二极管适用于 UV-可见光-NIR 范围（灵敏度约为 200–1100 nm）；铟镓砷（InGaAs）光电二极管适用于 NIR-SWIR 范围（800–1700 nm）；以及特种双结光电二极管，覆盖更宽波段（如我们的双色光电二极管，将 Si 与 InGaAs 集成于一个封装中，覆盖 400–1700 nm）。这些光电探测器用于传感系统中，将光信号转换为电信号进行测量或控制。Tech-LED 光电二极管具有高灵敏度、低噪声和快速响应的特点，适用于环境光传感、光通信接收器、安全传感器、医疗仪器及光谱分析等应用。

Tech-LED 光电二极管的主要特性

宽光谱覆盖选项

我们提供针对不同光谱段定制的光电二极管。我们的硅光电二极管在可见光和近红外（NIR）范围内表现优异（峰值响应约为 900 nm，响应范围从经 UV 增强处理的 ~200 nm 延伸至约 1100 nm）。我们备有经 UV 增强处理的 Si 光电二极管，采用特殊窗口材料或表面处理工艺，可探测低至 220–300 nm 的紫外光，用于火焰探测器或 UV 监测仪。针对更深红外波段，我们的InGaAs 光电二极管覆盖约 800–1700 nm（标准型），扩展型 InGaAs 甚至可达 2000 nm，非常适合电信（1300/1550 nm）及 SWIR 传感（如 1450 nm 水吸收线）。我们还生产双波段光电二极管，例如双色光电二极管 KPMC29，将硅二极管与 InGaAs 二极管进行光学对准集成。该器件在单一封装内实现了 400 nm 至 1700 nm 的连续光谱响应，非常适合宽谱辐射计或任何需要同时覆盖可见光与近红外/短波红外的传感器。提供多样化选择，意味着设计工程师可以选取与其光源发射或目标光谱特征精确匹配的光电二极管，从而提升系统信噪比（SNR）和效率。

高速响应与低电容

我们的许多光电二极管采用 PIN 结构，可降低结电容，实现纳秒至微秒级的快速响应时间（取决于偏置条件和有效面积）。例如，小面积 Si PIN 光电二极管的上升时间可达数纳秒，适用于高速光通信或激光雷达（LiDAR）接收器。我们对光纤应用中光电二极管的带宽进行了明确规格说明，例如：面积为 2 mm² 的 InGaAs 光电二极管电容约为数十 pF，可轻松工作至数十 MHz；而面积为 0.3 mm 的更小型 InGaAs 则可进入 GHz 范围，适用于电信接收器。类似地，对于可见光通信（Li-Fi）或高速光传感（如激光测距仪），我们提供采用射频友好安装方式（如同轴封装或短引脚封装）的光电二极管，以保持带宽。低电容还意味着在高阻抗电路中使用时噪声更低，有助于在弱光条件下提升灵敏度。我们的产品通常采用气密射频封装（如带同轴连接器的 TO-46），适用于最高速应用场景，确保最小的信号失真。

大面积高灵敏光电二极管

对于环境光传感、太阳辐射测量或存在检测等应用，较大的有效感光面积有利于收集更多光线。我们提供有效面积从数平方毫米到约 1 cm²（光电二极管阵列或大面积探测器）的多种产品。例如，带日光滤光窗的5 mm × 5 mm Si 光电二极管常用作室外控制系统的环境光传感器——大面积确保对光线的良好采样，同时配合适当滤光片可更好地匹配人眼响应。我们还提供光电二极管阵列（如用于位置传感或光束对准的四象限光电二极管）。大面积器件通常工作带宽较低，但在弱光条件下可最大化信号——对于测量极弱信号的科学仪器至关重要。我们通常将光学滤光片以镀膜或玻璃窗口的形式集成，以定制光谱响应，确保针对特定应用的精度（例如，带内置 IR 截止滤光片的照度传感器光电二极管，用于模拟人眼响应）。

低暗电流与高动态范围

在传感应用中，光电二极管的质量部分体现在其暗电流（无光照条件下的漏电流）的高低以及对宽范围光强的处理能力。Tech-LED 光电二极管采用高纯度材料和优化工艺制造，以最小化暗电流。我们的 Si 光电二极管在室温下暗电流通常在 nA 量级或更低（取决于面积），InGaAs 光电二极管亦得到同等控制。低暗电流意味着探测电路的噪声底限更低，能够探测更微弱的信号。此外，我们的光电二极管通常可工作于两种模式：光伏（零偏置）模式，适用于中等光照下的简单应用；以及光导（反向偏置）模式，适用于需要更快响应或弱光放大的场景。它们在多个数量级的光强范围内保持线性，可从接近黑暗到饱和都提供可靠输出。对于光功率计等设计，线性度以及跨光强范围和时间维度的稳定响应率至关重要——我们对用于经校准测量设备的光电二极管进行校准并提供相应数据。

与发射器及模块的集成

虽然光电二极管本身是独立器件，Tech-LED 也将其集成至模块或与发射器配合，以提升使用便利性。典型示例是光电开关模块：U 形外壳，一臂为 IR LED，另一臂为光电二极管。同样地，我们的光电二极管接收器在部分模块中可能集成了预放大器（如红外遥控接收模块）。我们的双色光电二极管（Si+InGaAs）是芯片级集成的示例，面向更广泛的传感应用，无需两个独立探测器及对准操作。这种集成能力意味着我们可以提供定制光电二极管阵列或组合方案，降低终端用户的装配复杂性——例如，将 UV 光电二极管和 IR 光电二极管与分束滤光片封装于同一金属管壳中，实现紧凑型双传感器。

光电二极管的应用

环境光与接近传感器（消费电子）

光电二极管广泛应用于手机、笔记本电脑和 IoT 设备中，作为环境光传感器（用于调节屏幕亮度）和接近传感器（如靠近耳边时自动关闭手机屏幕）。Tech-LED 提供带光谱滤光的微型 SMD 光电二极管，以精确模拟人眼响应，用于环境光传感。对于接近传感，通常由 IR 光电二极管检测 IR LED 的反射光——我们确保这类模块中的光电二极管具有快速响应和日光过滤功能（以屏蔽阳光干扰，仅响应 850–940 nm 的 IR LED 信号）。我们光电二极管的低电容和优化封装有助于在这些应用中实现快速切换（通常需要测量高达 100–200 kHz 的脉冲 IR 信号）。

光纤与光通信接收器

光电二极管（尤其是 InGaAs PIN 光电二极管）是光纤通信中的核心探测器件——从长距离电信传输到短距离光互连均有应用。Tech-LED 的 InGaAs 光电二极管用于 1310 nm 和 1550 nm 光纤链路的接收器，包括采用 TO-46 封装的高速光电二极管，适用于电信数据速率。我们还提供用于自由空间光通信系统接收器的较大面积 InGaAs 光电二极管，以提升灵敏度。在可见光通信（Li-Fi）或 IR 通信（如早期设备中的 IrDA）中，我们的硅光电二极管通常用作探测元件。一个具体示例：IrDA 标准模块通常使用小型金属封装的 Si PIN 光电二极管作为 IR 接收器——我们的光电二极管满足上升时间要求，并与跨阻放大器集成于同一封装。在新型 Li-Fi 试验中，我们生产的高速硅光电二极管（带宽约 20–50 MHz）用于接收 LED 发射的调制光，实现室内无线数据传输。

工业与安全传感器

光电二极管是众多工业传感器的核心——从装配线上的光束遮断传感器到火焰探测器（UV 光电二极管感应火焰的 UV 辐射并触发报警）。我们经 UV 增强的 Si 光电二极管被安装于石油钻井平台和厨房的火焰探测系统中。另一个安全应用是烟雾探测，采用 IR 光电二极管——我们同样提供此类产品，针对预期散射波长进行了调谐。此外，辐射监测也使用光电二极管：闪烁体晶体受辐射照射时发光，由光电二极管读取该光信号。我们提供与闪烁体光耦合的大面积光电二极管，用于便携式辐射探测器。在光学编码器和光电开关中，光电二极管将光脉冲转换为数字信号以测量速度或检测存在。例如，电梯门安全系统在门口布置光电二极管阵列以接收 IR 光束；若任意光束被遮断，则发出重新开门的指令。

医疗器械（脉搏血氧检测、光谱分析）

在脉搏血氧仪（夹指式和可穿戴式）中，光电二极管检测透过组织的透射或反射红光与红外光。Tech-LED 用于此类应用的光电二极管具有高灵敏度，并配备日光滤光片以避免环境光干扰。我们的双色光电二极管方案也在先进血氧监测领域引发关注——通过测量更宽的光谱，可提取更多血液参数。在诊断设备中，光电二极管读取化学分析的信号——例如，UV LED 激发样品荧光，光电二极管测量荧光强度。在用于组织分析的 NIR 光谱设备中，InGaAs 光电二极管在不同波长下测量吸收率；其在体温下的稳定响应和低暗电流对可靠读数至关重要。

激光探测与激光雷达（LiDAR）

光电二极管用于检测激光雷达（LiDAR）系统中的激光回波（极远距离场景除外，可能需使用 APD 或 SPAD）。对于许多中距离 LiDAR（如汽车级，最远约 100 m），PIN 光电二极管阵列即可满足需求。Tech-LED 提供用于某些固态 LiDAR 设计的光电二极管，工作波长为 905 nm 或 940 nm。其快速响应特性及组阵能力有助于构建扫描式或闪光式 LiDAR。在激光测距仪（用于测量或无人机高度计）中，通常采用安装于金属管壳并配有快速放大器的光电二极管来接收反射激光脉冲。此外，在激光功率计和激光安全传感器中，光电二极管持续测量激光输出，以确保其在目标范围内或在超出时切断激光。我们提供集成于激光系统中的经校准光电二极管，用于激光功率监测。

总之，Tech-LED 的光电二极管是无数系统的”眼睛”，从日常消费电子产品到复杂的工业和科学仪器均有应用。凭借广泛的光谱覆盖、高性能设计以及定制化能力，无论是 UV、可见光还是 IR，Tech-LED 的光电二极管都能以精确和可靠的方式完成光信号测量，与我们的 LED 发射器相辅相成，提供完整的光学解决方案。