光電探測器能把光信號轉換為電信號。根據器件對輻射響應的方式不同或者說器件工作的機理不同，光電探測器可分為兩大類：一類是光子探測器;另一類是熱探測器。

　　光電探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導率發生改變。光電探測器在軍事和國民經濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等；在紅外波段主要用于導彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等方面。光電導體的另一應用是用它做攝像管靶面。為了避免光生載流子擴散引起圖像模糊，連續薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶面的方法，整個靶面由約10萬個單獨探測器組成。

　　光電探測器工作原理

　　光電探測器的工作原理是基于光電效應，熱探測器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高，從而改變了它的電學性能，它區別于光子探測器的最大特點是對光輻射的波長無選擇性。

　　光電子發射器件：光電管與光電倍增管是典型的光電子發射型（外光電效應）探測器件。其主要特點是靈敏度高，穩定性好，響應速度快和噪聲小，是一種電流放大器件。尤其是光電倍增管具有很高的電流增益，特別適于探測微弱光信號;但它結構復雜，工作電壓高，體積較大。

　　光電倍增管一般用于測弱輻射而且響應速度要求較高的場合，如人造衛星的激光測距儀、光雷達等。

　　光電導器件：利用具有光電導效應的半導體材料做成的光電探測器稱為光電導器件，通常叫做光敏電阻。在可見光波段和大氣透過的幾個窗口，即近紅外、中紅外和遠紅外波段，都有適用的光敏電阻。光敏電阻被廣泛地用于光電自動探測系統、光電跟蹤系統、導彈制導、紅外光譜系統等。

　　化鎘CdS和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見光波段用得最多的兩種光敏電阻;硫化鉛PbS光敏電阻是工作于大氣第一個紅外透過窗口的主要光敏電阻，室溫工作的PbS光敏電阻響應波長范圍1.0～3.5微米，峰值響應波長2.4 微米左右;銻化銦InSb光敏電阻主要用于探測大氣第二個紅外透過窗口，其響應波長3～5μm;碲鎘汞器件的光譜響應在8～14 微米，其峰值波長為10.6微米，與CO2激光器的激光波長相匹配，用于探測大氣第三個窗口（8～14微米）°

　　特點：入射光子和材料中的電子發生各種直接相互作用即光電子效應 所用的材料：大多數為半導體。 根據效應發生的部位和性質分為

　　1. 外光電效應：發生在物質表面上的光電轉化現象，主要包括光陰極直接向外部發射電子的現象。典型的例子是物質表面的光電發射。這種效應多發生于金屬和金屬物。

　　2. 內光電效應：指發生在物質內部的光電轉化現象，特別是半導體內部載流子發生效應，這種效應多發生于半導體內。

　　光電探測器分類

　　外光電效應探測器

　　外光電效應：當光照射某種物質時，若入射的光子能量 足夠大，它和物質中的電子相互作用，致使電子逸出物質表面，這就是外光電效應，逸出物質表面的電子叫做光電子

　　光電管

　　光電管（phototube）基于外光電效應的基本光電轉換器件。光電管可使光信號轉換成電信號。光電管分為真空光電管和充氣光電管兩種。光電管的典型結構是將球形玻璃殼抽成真空，在內半球面上涂一層光電材料作為陰極，球心放置小球形或小環形金屬作為陽極。若球內充低壓惰性氣體就成為充氣光電管。光電子在飛向陽極的過程中與氣體分子碰撞而使氣體電離，可增加光電管的靈敏度。用作光電陰極的金屬有堿金屬、汞、金、銀等，可適合不同波段的需要。光電管靈敏度低、體積大、易破損，已被固體光電器件所代替。 光電管原理是光電效應。一種是半導體材料類型的光電管，它的工作原理光電二極管又叫光敏二極管，是利用半導體的光敏特性制造的光接受器件。當光照強度增加時，PN結兩側的P區和N區因本征激發產生的少數載流子濃度增多，如果二極管反偏，則反向電流增大，因此，光電二極管的反向電流隨光照的增加而上升。光電二極管是一種特殊的二極管，它工作在反向偏置狀態下。常見的半導體材料有硅、鍺等。如我們樓道用的光控開關。還有一種是電子管類型的光電管，它的工作原理用堿金屬（如鉀、鈉、銫等）做成一個曲面作為陰極，另一個極為陽極，兩極間加上正向電壓，這樣當有光照射時，堿金屬產生電子，就會形成一束光電子電流，從而使兩極間導通，光照消失，光電子流也消失，使兩極間斷開光照射到某些物質上，引起物質的電性質發生變化。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子。光波長小于某一臨界值時方能發射電子，即極限波長，對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料，而發射電子的能量取決于光的 波長而與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位（即光子或光量子）所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲于1887年發現，對發展量子理論起了根本性作用，在光的照射下，使物體中的電子脫出的現象叫做光電效應（Photoelectric effect）。 光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏打效應。前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應。后兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應。 光電效應里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關 ，光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產生影響。

　　光電倍增管

　　將微弱光信號轉換成電信號的真空電子器件。光電倍增管用在光學測量儀器和光譜分析儀器中。它能在低能級光度學和光譜學方面測量波長200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計數器的出現，擴大了光電倍增管的應用范圍。激光檢測儀器的發展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關。電視電影的發射和圖象傳送也離不開光電倍增管。光電倍增管廣泛地應用在冶金、電子、機械、化工、地質、醫療、核工業、天文和宇宙空間研究等領域。（《中國大百科全書·電子學與計算機》） 電倍增管是進一步提高光電管靈敏度的光電轉換器件。管內除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個瓦形倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓用來加速電子。光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發射，激發出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發出更多的電子。如此電子數不斷倍增，陽極最后收集到的電子可增加 104～108倍，這使光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。光電倍增管高靈敏度和低噪聲的特點使它在光測量方面獲得廣泛應用 由于光電倍增管增益高和響應時間短，又由于它的輸出電流和入射光子數成正比，所以它被廣泛使用在天體光度測量和天體分光光度測量中。其優點是：測量精度高，可以量比較暗弱的天體，還可以測量天體光度的快速變化。天文測光中，應用較多的是銻銫光陰極的倍增管，如RCA1P21。這種光電倍增管的極大量子效率在4200埃附近，為20％左右。還有一種雙鹼光陰極的光電倍增管，如GDB-53。它的信噪比的數值較RCA1P21大一個數量級，暗流很低。為了觀測近紅外區，常用多鹼光陰極和砷化鎵陰極的光電倍增管，后者量子效率最大可達50％。普通光電倍增管一次只能測量一個信息，即通道數為1。近來研制成多陽極光電倍增管，它相當于許多很細的倍增管組成的矩陣。由于通道數受陽極末端細金屬絲的限制，目前只做到上百個通道。

　　光電倍增管可分成4個主要部分，分別是：光電陰極、電子光學輸入系統、電子倍增系統、陽極。

　　內光電效應探測器

　　是光電效應的一種，主要由于光量子作用，引發物質電化學性質變化。內光電效應又可分為光電導效應和光生伏特效應。

　　光電導效應：當入射光子射入到半導體表面時，半導體吸收入射光子產生電子空穴對，使其自生電導增大。光生伏特效應：當一定波長的光照射非均勻半導體（如PN結），在自建場的作用下，半導體內部產生光電壓

　　光生伏特效應：基于半導體PN結基礎上的一種將光能轉化成電能的效應。當入射輻射作用在半導體PN結上產生本征吸收時，價帶中的光生空穴與導帶中的光生電子在PN結內建電場的作用下分開，形成光生伏特電壓或光生電流的現象。 現代很多光電探測器都是基于內光電效應，其中光激載流子保留在材料內部，最重要的內光

　　電效應時光電導，本征光電導吸收一個光子，就會從價帶激發到導帶，產生一個自由電子，同時在價帶產生一個空穴。對材料施加的電場導致了電子和空穴都通過材料傳輸，并隨之在探測器電路中產生電流。基于內光電效應的探測器有光電導探測器，光伏探測器等等。

　　光電導探測器

　　利用半導體材料的光電導效應制成的一種光探測器件。所謂光電導效應，是指由輻射引起被照射材料電導率改變的一種物理現象。光電導探測器在軍事和國民經濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等；在紅外波段主要用于導彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等方面。光電導體的另一應用是用它做攝像管靶面。為了避免光生載流子擴散引起圖像模糊，連續薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PRO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶面的方法，整個靶面由約10萬個單獨探測器組成

　　工作原理和特性：光電導效應是內光電效應的一種。當照射的光子能量hv等于或大于半導體的禁帶寬度Eg時，光子能夠將價帶中的電子激發到導帶，從而產生導電的電子、空穴對，這就是本征光電導效應。這里h是普朗克常數，v是光子頻率，Eg是材料的禁帶寬度（單位為電子伏）。因此，本征光電導體的響應長波限λc為 λc=hoc/Eg=1.24/Eg （μm） 式中 c為光速。本征光電導材料的長波限受禁帶寬度的限制。 凡禁帶寬度或雜質離化能合適的半導體材料都具有光電效應。但是制造實用性器件還要考慮性能、工藝、價格等因素。常用的光電導探測器材料在射線和可見光波段有：CBS、Cd Se、Cd Te、Si、Ge等;在近紅外波段有：PbS、Pb Se、In-Sb、Hg0.75Cd0.25Te等;在長于8微米波段有：Hg1-excited、PbxSn1-x、Te、Si摻雜、Ge摻雜等；Cdr、Cd Se、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光電導探測器。

　　光伏探測器

　　用半導體PN結光伏效應制成的器件稱為光伏器件，也稱結型光電器件。這類器件品種很多，其中包括： 光電池、光電二極管、光電晶體管、光電場效應管、PIN管、雪崩光電二極管、光可控硅、陣列式光電器件、象限式光電器件、位置敏感探測器（PSD）、光電耦合器件等

　　光伏探測器是在紫外、可見光、近紅外、中波紅和遠紅外這些光學波段上展開的。首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后通過光電探測器變成電信號輸出，雖然點測量方法靈活多樣，看測參數眾多，但廣電探測器的工作原理均是其余物質的光電效應。