Основные характеристические параметры оптического сигналафотодетекторы:
Прежде чем рассматривать различные типы фотоприемников, необходимо определить характерные параметры их рабочих характеристик.фотодетекторы оптических сигналовсуммированы. Эти характеристики включают чувствительность, спектральный отклик, эквивалентную шуму мощность (NEP), удельную обнаружительную способность и удельную обнаружительную способность. D*), квантовую эффективность и время отклика.
1. Чувствительность Rd используется для характеристики чувствительности отклика устройства к энергии оптического излучения. Она представлена отношением выходного сигнала к падающему сигналу. Эта характеристика не отражает шумовые характеристики устройства, а только эффективность преобразования энергии электромагнитного излучения в ток или напряжение. Поэтому она 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 — это параметр, характеризующий связь между характеристикой мощности оптического детектора сигнала и функцией длины волны падающего оптического сигнала. Спектральные характеристики отклика фотодетекторов оптического сигнала на разных длинах волн обычно количественно описываются «спектральной кривой отклика». Следует отметить, что только самые высокие спектральные характеристики отклика в кривой калибруются по абсолютному значению, а остальные спектральные характеристики отклика на разных длинах волн выражаются нормированными относительными значениями, основанными на самом высоком значении спектральных характеристик отклика.
3. Эквивалентная мощность шума — это мощность падающего светового сигнала, необходимая, когда выходное напряжение сигнала, генерируемое оптическим детектором сигнала, равно собственному уровню шумового напряжения самого устройства. Это основной фактор, определяющий минимальную интенсивность оптического сигнала, которую может измерить оптический детектор сигнала, то есть чувствительность обнаружения.
4. Удельная чувствительность обнаружения — это характерный параметр, который характеризует внутренние характеристики светочувствительного материала детектора. Он представляет собой наименьшую плотность падающего фотонного тока, которую может измерить оптический детектор сигнала. Его значение может меняться в зависимости от условий работы детектора длины волны измеряемого светового сигнала (таких как температура окружающей среды, приложенное смещение и т. д.). Чем больше полоса пропускания детектора, тем больше площадь оптического детектора сигнала, тем меньше эквивалентная шумовая мощность NEP и тем выше удельная чувствительность обнаружения. Более высокая удельная чувствительность обнаружения детектора означает, что он подходит для обнаружения гораздо более слабых оптических сигналов.
5. Квантовая эффективность Q — еще один важный характерный параметр оптического детектора сигнала. Она определяется как отношение числа количественно определяемых «ответов», произведенных фотоном в детекторе, к числу фотонов, падающих на поверхность светочувствительного материала. Например, для детекторов светового сигнала, работающих на излучении фотонов, квантовая эффективность — это отношение числа фотоэлектронов, испущенных с поверхности светочувствительного материала, к числу фотонов измеряемого сигнала, спроецированных на поверхность. В оптическом детекторе сигнала, использующем в качестве светочувствительного материала полупроводниковый материал с pn-переходом, квантовая эффективность детектора рассчитывается путем деления числа пар электрон-дырка, сгенерированных измеряемым световым сигналом, на число падающих фотонов сигнала. Другое распространенное представление квантовой эффективности оптического детектора сигнала — с помощью чувствительности детектора Rd.
6. Время отклика является важным параметром для характеристики скорости реакции оптического детектора 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, а от «пика» и затем упасть до начального «нулевого значения», соответствующего воздействию светового импульса. Для того чтобы описать реакцию детектора на изменение интенсивности измеряемого светового сигнала, время, когда интенсивность электрического сигнала, генерируемого падающим световым импульсом, возрастает от своего наивысшего значения 10% до 90%, называется «временем нарастания», а время, когда форма импульса электрического сигнала падает от своего наивысшего значения 90% до 10%, называется «временем спада» или «временем затухания».
7. Линейность отклика — еще один важный характерный параметр, характеризующий функциональную связь между откликом оптического детектора сигнала и интенсивностью падающего измеряемого светового сигнала. Для этого требуется выходоптический детектор сигналабыть пропорциональным в определенном диапазоне интенсивности измеряемого оптического сигнала. Обычно определяется, что процентное отклонение от линейности входа-выхода в указанном диапазоне интенсивности входного оптического сигнала является линейностью отклика детектора оптического сигнала.
Время публикации: 12-08-2024