Parametri caracteristici de bază ai fotodetectoarelor semnalului optic

Parametri caracteristici de bază ai semnalului opticfotodetectoare:

Înainte de a examina diverse forme de fotodetectoare, parametrii caracteristici ai performanței de funcționare aFotodetectoare cu semnal opticsunt rezumate. Aceste caracteristici includ responsivitatea, răspunsul spectral, puterea echivalentă a zgomotului (NEP), detectivitatea specifică și detectivitatea specifică. D*), eficiența cuantică și timpul de răspuns.

1. Responsivity Rd este utilizat pentru a caracteriza sensibilitatea de răspuns a dispozitivului la energia radiației optice. Este reprezentat de raportul dintre semnalul de ieșire și semnalul incident. Această caracteristică nu reflectă caracteristicile de zgomot ale dispozitivului, ci doar eficiența convertirii energiei de radiație electromagnetică în curent sau tensiune. Prin urmare, poate varia cu lungimea de undă a semnalului de lumină incidentă. În plus, caracteristicile de răspuns la putere sunt, de asemenea, o funcție a prejudecății aplicate și a temperaturii ambiante.

2. Caracteristica răspunsului spectral este un parametru care caracterizează relația dintre răspunsul răspunsului la putere al detectorului de semnal optic și funcția de lungime de undă a semnalului optic incident. Caracteristicile de răspuns spectral ale fotodetectoarelor semnalului optic la diferite lungimi de undă sunt de obicei descrise cantitativ prin „curba de răspuns spectral”. Trebuie menționat că doar cele mai mari caracteristici de răspuns spectral din curbă sunt calibrate de o valoare absolută, iar celelalte caracteristici de răspuns spectral la diferite lungimi de undă sunt exprimate prin valori relative normalizate bazate pe cea mai mare valoare a caracteristicilor de răspuns spectral.

3. Puterea echivalentă a zgomotului este puterea semnalului de lumină incidentă necesară atunci când tensiunea semnalului de ieșire generată de detectorul de semnal optic este egală cu nivelul de tensiune de zgomot inerent al dispozitivului în sine. Este principalul factor care determină intensitatea minimă a semnalului optic care poate fi măsurată de detectorul de semnal optic, adică sensibilitatea la detectare.

4. Sensibilitatea specifică a detectării este un parametru caracteristic care caracterizează caracteristicile inerente ale materialului fotosensibil al detectorului. Reprezintă cea mai mică densitate de curent foton incident care poate fi măsurată de un detector de semnal optic. Valoarea sa poate varia în funcție de condițiile de funcționare ale detectorului de lungime de undă a semnalului de lumină măsurat (cum ar fi temperatura ambiantă, prejudecata aplicată etc.). Cu cât este mai mare lățimea de bandă a detectorului, cu atât este mai mare aria de detectare a semnalului optic, cu atât este mai mică puterea echivalentă a zgomotului NEP și cu atât sensibilitatea specifică de detectare este mai mare. Sensibilitatea mai mare de detectare specifică a detectorului înseamnă că este potrivită pentru detectarea semnalelor optice mult mai slabe.

5. Eficiența cuantică q este un alt parametru caracteristic important al detectorului de semnal optic. Este definit ca raportul dintre numărul de „răspunsuri” cuantificabile produse de fotomon în detector și numărul de fotoni incident pe suprafața materialului fotosensibil. De exemplu, pentru detectoarele de semnal ușor care funcționează pe emisiile de foton, eficiența cuantică este raportul dintre numărul de fotoelectroni emisi de pe suprafața materialului fotosensibil la numărul de fotoni ai semnalului măsurat proiectat pe suprafață. Într -un detector de semnal optic folosind material semiconductor de joncțiune PN ca material fotosensibil, eficiența cuantică a detectorului este calculată prin împărțirea numărului de perechi de găuri de electroni generați de semnalul de lumină măsurat la numărul de fotoni de semnal incident. O altă reprezentare comună a eficienței cuantice a unui detector de semnal optic este prin intermediul responsabilității detectorului Rd.

6. Timpul de răspuns este un parametru important pentru a caracteriza viteza de răspuns a detectorului de semnal optic la schimbarea de intensitate a semnalului de lumină măsurat. Atunci când semnalul de lumină măsurat este modulat în forma unui puls de lumină, intensitatea semnalului electric cu impulsuri generat de acțiunea sa asupra detectorului trebuie să se „ridice” la „vârful” corespunzător după un anumit timp de răspuns și din „vârful” și apoi să cadă înapoi la „valoarea zero” inițială corespunzătoare acțiunii pulsului de lumină. Pentru a descrie răspunsul detectorului la schimbarea de intensitate a semnalului de lumină măsurat, perioada în care intensitatea semnalului electric generat de pulsul de lumină incidentă crește de la valoarea sa cea mai mare de 10% la 90% se numește „timpul de creștere”, iar timpul în care forma de undă a pulsului de semnal electric scade de la cea mai mare valoare de 90% până la 10% se numește „timp de toamnă” sau „timp de decapare”.

7. Linearitatea răspunsului este un alt parametru caracteristic important care caracterizează relația funcțională dintre răspunsul detectorului de semnal optic și intensitatea semnalului de lumină măsurat incident. Necesită ieșireaDetector de semnal opticsă fie proporțional într -un anumit interval al intensității semnalului optic măsurat. De obicei, se definește că abaterea procentuală de la liniaritatea de intrare-ieșire în intervalul specificat al intensității semnalului optic de intrare este liniaritatea de răspuns a detectorului de semnal optic.