图1 4款光电探测器展示

PMT：光电倍增管（Photomultiplier Tube），属于真空电子器件。

工作原理：光阴极面受到光照后由于光电效应释放出光电子，产生的电子进入倍增级中，实现连续的倍增，进而实现电子的放大，最后通过阳极输出电流信号。

图2 PMT工作原理

工作原理：APD的光电流和PD的光电流产生机制相同，通过给PN结施加反向电压，光生载流子碰撞晶格，发生电离，产生新的电子空穴对，类似于“雪崩”效应（即光电流成倍地激增的现象）。雪崩倍增效应使得APD具有高的灵敏度，可以探测微弱的光。

图4 APD工作原理

工作原理：MPPC是一种由多个工作在盖革模式的APD组成的光子计数型器件，在盖革模式下，APD的反向电压高于击穿电压。即使输入光极弱，也会出现输出饱和（盖革放电）。为停止盖革放电并探测下一个光子，需要降低APD外部电路的工作电压。通过APD串联淬灭电阻的方式可以终止APD的盖革放电，从而快速停止APD中的雪崩倍增，实现微弱光信号的探测和放大。

图5 MPPC工作原理

4款探测器参数对比

接下来通过对光灵敏度、增益、噪声特性、响应速度、工作电压、探测面积等参数性能对比分析，帮助大家进一步做好探测器的选型。

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。

图6 光灵敏度对比

增益是指光电探测器将光信号转换为电信号后，对电子信号的放大能力。PMT是通过连续的倍增级实现的电子放大。

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。

工作电压是指光电探测器在工作时所需要的工作电压。

光电探测器的探测面积也是影响探测效率的主要因素，其中如果对比单个光电探测器的面积大小。

暗噪声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。

除了以上的性能对比，还有其他的参数对比，可以参考下表。