光子探測器吸收光子後 ，本身發生電子狀態的改變 ，從而引起內光電效應和外光電效應等光子效應 ，從光子效應的大小可以測定被吸收的光子數 。
1 、光電導探測器
其又稱光敏電阻 。半導體吸收能量足夠大的光子後 ，體內一些載流子從束縛態轉變為自由態 ，從而使半導體電導率增大 ，這種現象稱為光電導效應 。利用光電導效應製成的光電導探測器分為多晶薄膜型和單晶型兩種 。
2 、光伏探測器
主要利用p-n結的光生伏特效應 。能量大於禁帶寬度的紅外光子在結區及其附近激發電子空穴對 。存在的結電場使空穴進入p區 ，電子進入n區 ，兩部分出現電位差 ，外電路就有電壓或電流信號 。與光電導探測器比較 ，光伏探測器背景限探測率大40% ，不需要外加偏置電場和負載電阻 ，不消耗功率 ，有高的阻抗 。
3 、光反射-Schottky勢壘探測器
金屬和半導體接觸 ，形成Schottky勢壘 ，紅外光子透過Si層被PtSi吸收 ，使電子獲得能量躍遷至費米能級 ，留下空穴越高勢壘進入Si襯底 ，PtSi層的電子被收集 ，完成紅外探測 。
4 、量子阱探測器
將兩種半導體材料用人工方法薄層交替生長形成超晶格 ，在其界麵有能帶突變 ，使得電子和空穴被限製在低勢能阱內 ，從而能量量子化形成量子阱 。利用量子阱中能級電子躍遷原理可以做紅外探測器 。因入射輻射中隻有垂直於超晶格生長麵的電極化矢量起作用 ，光子利用率低 ；量子阱中基態電子濃度受摻雜限製 ，量子效率不高 ；響應光譜區窄 ；低溫要求苛刻 。