主题：【求助】请教各位老师，CCD、CMOS、PMT、光电管、光电二极管它们的信噪比如何排序？

原文由 aliciaj(aliciaj) 发表:

原文由 祥子(nemoium) 发表:

原文由 aliciaj(aliciaj) 发表:
谢谢祥子老师！但是有人说光电池反应慢，易疲劳，寿命也较其他检测器短。这些弱点对光度计性能会有多大影响呢？如果只考虑光电池和CMOS，哪个性价比更高呢（检测较弱的光）？还有如果测单波长，需要几个PMT管子呢？还有这几种检测器价格怎么样呢？我是新人，还请祥子老师多多教导~谢谢老师啦！

光电池相对于PMT来说，可能是响应速度慢些。但一般中低档的分光都是用的光电池。

响应速度，主要是对光度计波长扫描时，有影响，是要考虑这个因素，不过现在的限制因素可能是波长传动机构的扫描速度还达不到光电池的响应速度吧。

CMOS用的话也是全波长仪器上，一下能检测整个波段的数据，不需要波长传动机构。光电池就是对应单波长。而且在分析仪器上，好像用CMOS的很少，一般都是用CCD或者CID。CCD可以看成许多感光单元组成的，光电池就是一个感光单元。

测单波长用一个PMT就行了。

价格不清楚。PMT和CCD都比较复杂。CCD的需要有软件对波长进行校准，就是哪个感光单元对应哪个波长。

谢谢老师的回答！我现在是想设计一个小型分光光度计，在选择检测器的时候有些犯愁。我上网查资料发现PMT进口的需要好几百到上千元，光电管需要几百，没找到可以用在分光光度计里的CCD和CMOS的价格。我现在比较疑惑的是我不知道这几种器件的最小探测光强度的大小。PMT虽然特别灵敏，但是太贵；光电管用的少，并且也不便宜；CMOS比较容易做电路，价格便宜，但是不知道检测弱光的能力如何；CCD比CMOS性能好，但是成本要高些，电路难设计些，所以也就没法取舍。祥子老师，您能告诉我怎么搜集器件的参数么？还有如何知晓器件的最小探测光强呢？

原文由 fyuocuk(fyuocuk) 发表:

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谢谢祥子老师！但是有人说光电池反应慢，易疲劳，寿命也较其他检测器短。这些弱点对光度计性能会有多大影响呢？如果只考虑光电池和CMOS，哪个性价比更高呢（检测较弱的光）？还有如果测单波长，需要几个PMT管子呢？还有这几种检测器价格怎么样呢？我是新人，还请祥子老师多多教导~谢谢老师啦！

光电池相对于PMT来说，可能是响应速度慢些。但一般中低档的分光都是用的光电池。

响应速度，主要是对光度计波长扫描时，有影响，是要考虑这个因素，不过现在的限制因素可能是波长传动机构的扫描速度还达不到光电池的响应速度吧。

CMOS用的话也是全波长仪器上，一下能检测整个波段的数据，不需要波长传动机构。光电池就是对应单波长。而且在分析仪器上，好像用CMOS的很少，一般都是用CCD或者CID。CCD可以看成许多感光单元组成的，光电池就是一个感光单元。

测单波长用一个PMT就行了。

价格不清楚。PMT和CCD都比较复杂。CCD的需要有软件对波长进行校准，就是哪个感光单元对应哪个波长。

谢谢老师的回答！我现在是想设计一个小型分光光度计，在选择检测器的时候有些犯愁。我上网查资料发现PMT进口的需要好几百到上千元，光电管需要几百，没找到可以用在分光光度计里的CCD和CMOS的价格。我现在比较疑惑的是我不知道这几种器件的最小探测光强度的大小。PMT虽然特别灵敏，但是太贵；光电管用的少，并且也不便宜；CMOS比较容易做电路，价格便宜，但是不知道检测弱光的能力如何；CCD比CMOS性能好，但是成本要高些，电路难设计些，所以也就没法取舍。祥子老师，您能告诉我怎么搜集器件的参数么？还有如何知晓器件的最小探测光强呢？

你打算用什么光源呢？我个人建议你小型的风光光度计采用贺家的一款小型光源，叫什么Fiber什么的，体积比较小；这样你可以采用海家光纤光谱仪，提及绝对可以控制的很小。不过价格的话，光纤光谱仪单价在20K人民币，算是比较贵的。
滨家的CCD光谱仪提及较大，而且外置电路体积不好控制，也比较占用开发时间。
这一块有问题可以PM我，我也是搞开发的，互通有无吧

原文由 祥子(nemoium) 发表:
在一个资料上看到的。



    图3—5比较了典型的PMT（光电倍增管）、PDA（光电二极管阵列）、CID（电荷注入器件）和CCD的量子效率。可见，CCD的量子效率大大优于PDA和CID，在400～700nm波段优于PMT。但是，不同厂商制造的CCD在几何尺寸、制造方法、材料上有所不同，结果它们的QE差别较大。如有的CCD只在350～900nm波段的QE达10%
 
量子效率就是光子转换为电子的能力。

楼主说的CCD的最小探测光强，CCD的技术指标一般如下图：



Readout noise是决定CCD的检测下限的，比如入射光产生的电子e-小于6或8个，那肯定是检测不到的，至少是几倍readout noise才行。

Full well capacity是决定CCD检测入射光上限的。如果入射光产生的电子大于300ke-，CCD就会饱和。比如，有些CCD模块会有指标最大检测光强40lx，就是由Full well capacity这个参数决定的。

附件里有个文档，对CCD的参数解释比较详细，但愿对楼主有帮助

楼主要是选光源，主要还是先确定检测器。检测器有检测下限和检测上限，然后，光源的光通过的那些光学元件，能量被衰减多少，需要的峰值波长，就能估计出需要的光源特性了。

光电池，光电管，PMT最小探测光强，主要看暗电流和灵敏度指标。

原文由 aliciaj(aliciaj) 发表:

哇！祥子老师的回答让我感动的要涕零啦。您的解答消除了我好长时间的迷惑...终于见着一点青天了。感谢祥子老师对我的帮助！