Основни характерни параметри на фототектори на оптични сигнали

Основни характерни параметри на оптичния сигналФототектори:

Преди да разгледате различни форми на фотодетектори, характерните параметри на експлоатационната ефективност наОптични сигнални фотодетекториса обобщени. Тези характеристики включват отзивчивост, спектрален отговор, еквивалентна мощност на шума (NEP), специфична детективност и специфична детективност. D*), Квантовата ефективност и времето за реакция.

1. Отговорността RD се използва за характеризиране на чувствителността на отговора на устройството към оптична радиационна енергия. Той е представен от съотношението на изходния сигнал към инцидентен сигнал. Тази характеристика не отразява характеристиките на шума на устройството, а само ефективността на преобразуването на електромагнитна радиационна енергия в ток или напрежение. Следователно, тя може да варира в зависимост от дължината на вълната на сигнала за падаща светлина. В допълнение, характеристиките на реакцията на мощността също са функция на приложеното отклонение и температурата на околната среда.

2. Характеристиката на спектралния отговор е параметър, който характеризира връзката между характеристиката на реакцията на мощността на оптичния сигнал детектор и функцията на дължината на вълната на падащия оптичен сигнал. Характеристиките на спектралната реакция на оптичните сигнални фотодетектори при различни дължини на вълната обикновено се описват количествено чрез „крива на спектрален отговор“. Трябва да се отбележи, че само най -високите характеристики на спектралната реакция в кривата се калибрират с абсолютна стойност, а другите характеристики на спектрален отговор при различни дължини на вълната се изразяват чрез нормализирани относителни стойности въз основа на най -високата стойност на характеристиките на спектралната реакция.

3. Еквивалентната мощност на шума е мощността на инцидентната светлина, която се изисква, когато напрежението на изходния сигнал, генерирано от оптичния детектор на сигнала, е равно на присъщото ниво на напрежение на шума на самото устройство. Това е основният фактор, който определя минималната интензивност на оптичния сигнал, която може да бъде измерена от оптичния детектор на сигнала, тоест чувствителността към откриване.

4. Специфичната чувствителност към откриване е характерен параметър, който характеризира присъщите характеристики на фоточувствителния материал на детектора. Той представлява най -ниската плътност на тока на фотонен ток, която може да бъде измерена чрез оптичен детектор за сигнали. Стойността му може да варира в зависимост от работни условия на детектора за дължина на вълната на измерения светлинна сигнал (като температура на околната среда, приложени отклонения и др.). Колкото по -голяма е честотната лента на детектора, толкова по -голяма е зоната на детектора на оптичния сигнал, толкова по -малка е NEP на еквивалентната мощност на шума и толкова по -голяма е специфичната чувствителност към откриване. По -високата специфична чувствителност към откриване на детектора означава, че е подходяща за откриване на много по -слаби оптични сигнали.

5. Квантовата ефективност Q е друг важен характерен параметър на детектора на оптичния сигнал. Той се определя като съотношението на броя на измеримите „отговори“, произведени от фотомона в детектора, към броя на фотоните, които се намират на повърхността на фоточувствителния материал. Например, за леки детектори за сигнал, работещи върху емисиите на фотони, квантовата ефективност е съотношението на броя на фотоелектроните, излъчвани от повърхността на фоточувствителния материал, към броя на фотоните на измерения сигнал, проектиран върху повърхността. В оптичния детектор на сигнала, използващ полупроводниковия материал PN като фоточувствителен материал, квантовата ефективност на детектора се изчислява чрез разделяне на броя на двойките на електронните отвори, генерирани от измерения светлинна сигнал на броя на падащите сигнални фотони. Друго често срещано представяне на квантовата ефективност на оптичния детектор на сигнала е чрез RD на отчитането на детектора RD.

6. Времето за отговор е важен параметър за характеризиране на скоростта на реакция на оптичния детектор на сигнала към промяната на интензивността на измерения светлинен сигнал. Когато измереният светлинен сигнал се модулира във формата на светлинен импулс, интензивността на импулсния електрически сигнал, генериран от неговото действие върху детектора, трябва да се „издигне“ до съответния „пик“ след определено време за реакция, и от „пика“ и след това да се върне към първоначалната „нулева стойност“, съответстващо на действието на светлинния пулс. За да се опише реакцията на детектора на промяната на интензивността на измерения светлинен сигнал, времето, когато интензивността на електрическия сигнал, генериран от падащия светлинен импулс, се повишава от най -високата му стойност от 10% до 90%, се нарича „Време за издигане“, а времето, когато импулсната форма на електрическия сигнал пада от най -високата му стойност от 90% до 10%, се нарича „време на падане“ или „време на разпадане“.

7. Линейността на отговора е друг важен характерен параметър, който характеризира функционалната връзка между реакцията на оптичния сигнален детектор и интензивността на инцидента, измерен светлинния сигнал. Изисква изхода наОптичен детектор на сигналада бъде пропорционален в определен диапазон от интензивността на измерения оптичен сигнал. Обикновено се дефинира, че процентното отклонение от линейността на вход-изход в определения диапазон на интензитета на входния оптичен сигнал е линейността на отговора на оптичния сигнал детектор.