Основные характеристические параметры оптического сигналафотодетекторы:
Прежде чем рассматривать различные формы фотоприемников, характерные параметры рабочих характеристикфотодетекторы оптического сигналасуммируются. Эти характеристики включают в себя чувствительность, спектральный отклик, эквивалентную шумовую мощность (NEP), удельную обнаруживаемость и удельную обнаруживаемость. D*), квантовая эффективность и время отклика.
1. Чувствительность Rd используется для характеристики чувствительности реакции устройства на энергию оптического излучения. Он представлен отношением выходного сигнала к падающему сигналу. Эта характеристика не отражает шумовые характеристики устройства, а лишь эффективность преобразования энергии электромагнитного излучения в ток или напряжение. Следовательно, оно может меняться в зависимости от длины волны падающего светового сигнала. Кроме того, характеристики отклика мощности также являются функцией приложенного смещения и температуры окружающей среды.
2. Спектральная характеристика отклика – параметр, характеризующий связь между энергетической характеристикой детектора оптического сигнала и функцией длины волны падающего оптического сигнала. Спектральные характеристики фотодетекторов оптических сигналов на разных длинах волн обычно количественно описываются «кривой спектрального отклика». Следует отметить, что только самые высокие характеристики спектрального отклика на кривой калибруются по абсолютному значению, а остальные характеристики спектрального отклика на разных длинах волн выражаются нормализованными относительными значениями, основанными на наибольшем значении характеристики спектрального отклика.
3. Эквивалентная мощность шума — это мощность сигнала падающего света, необходимая, когда напряжение выходного сигнала, генерируемое детектором оптического сигнала, равно уровню напряжения собственного шума самого устройства. Это основной фактор, определяющий минимальную интенсивность оптического сигнала, которую можно измерить детектором оптического сигнала, то есть чувствительность обнаружения.
4. Удельная чувствительность обнаружения – характерный параметр, характеризующий собственные характеристики светочувствительного материала детектора. Он представляет собой наименьшую плотность тока падающих фотонов, которую можно измерить детектором оптического сигнала. Его значение может варьироваться в зависимости от условий работы детектора длины волны измеряемого светового сигнала (например, температуры окружающей среды, приложенного смещения и т. д.). Чем больше полоса пропускания детектора, тем больше площадь детектора оптического сигнала, тем меньше эквивалентная мощность шума NEP и тем выше удельная чувствительность обнаружения. Более высокая удельная чувствительность детектора означает, что он пригоден для обнаружения гораздо более слабых оптических сигналов.
5. Квантовая эффективность Q – еще один важный характеристический параметр детектора оптического сигнала. Он определяется как отношение количества поддающихся количественной оценке «откликов», производимых фотомоном в детекторе, к числу фотонов, падающих на поверхность светочувствительного материала. Например, для детекторов светового сигнала, работающих на излучении фотонов, квантовая эффективность представляет собой отношение количества фотоэлектронов, испускаемых с поверхности светочувствительного материала, к числу фотонов измеряемого сигнала, спроецированных на поверхность. В детекторе оптического сигнала, использующем полупроводниковый материал с pn-переходом в качестве фоточувствительного материала, квантовая эффективность детектора рассчитывается путем деления количества пар электронов-дырок, генерируемых измеренным световым сигналом, на количество фотонов падающего сигнала. Другое распространенное представление квантовой эффективности детектора оптического сигнала - это чувствительность детектора Rd.
6. Время отклика является важным параметром, характеризующим скорость реакции детектора оптического сигнала на изменение интенсивности измеряемого светового сигнала. Когда измеряемый световой сигнал модулируется в виде светового импульса, интенсивность импульсного электрического сигнала, генерируемого его воздействием на детектор, должна «подняться» до соответствующего «пика» после определенного времени отклика и от « пик», а затем возвращается к исходному «нулевому значению», соответствующему действию светового импульса. Чтобы описать реакцию детектора на изменение интенсивности измеряемого светового сигнала, время, когда интенсивность электрического сигнала, генерируемого падающим световым импульсом, возрастает от максимального значения 10% до 90%, называется «нарастанием время», а время, когда форма импульса электрического сигнала падает с максимального значения от 90% до 10%, называется «временем спада» или «временем затухания».
7. Линейность отклика – еще один важный характеристический параметр, характеризующий функциональную связь между откликом детектора оптического сигнала и интенсивностью падающего измеряемого светового сигнала. Для этого требуется выводдетектор оптического сигналабыть пропорциональным в определенном диапазоне интенсивности измеряемого оптического сигнала. Обычно определяют, что процентное отклонение от линейности входа-выхода в заданном диапазоне интенсивности входного оптического сигнала является линейностью срабатывания детектора оптического сигнала.
Время публикации: 12 августа 2024 г.