Osnovni karakteristični parametri optičnega signalafotodetektorji:
Preden preučimo različne oblike fotodetektorjev, je treba upoštevati karakteristične parametre delovanjaoptični signalni fotodetektorjiso povzete. Te značilnosti vključujejo odzivnost, spektralni odziv, moč šumnega ekvivalenta (NEP), specifično detektivnost in specifično detektivnost D*, kvantno učinkovitost in odzivni čas.
1. Odzivnost Rd se uporablja za karakterizacijo odzivne občutljivosti naprave na energijo optičnega sevanja. Predstavlja jo razmerje med izhodnim signalom in vpadnim signalom. Ta značilnost ne odraža šumnih značilnosti naprave, temveč le učinkovitost pretvorbe energije elektromagnetnega sevanja v tok ali napetost. Zato se lahko spreminja glede na valovno dolžino vpadnega svetlobnega signala. Poleg tega so karakteristike odziva na moč odvisne tudi od uporabljene prednapetosti in temperature okolice.
2. Spektralna odzivna karakteristika je parameter, ki označuje razmerje med odzivno karakteristiko moči optičnega detektorja signala in funkcijo valovne dolžine vpadnega optičnega signala. Spektralne odzivne karakteristike fotodetektorjev optičnega signala pri različnih valovnih dolžinah so običajno kvantitativno opisane s "krivuljo spektralnega odziva". Treba je opozoriti, da so le najvišje spektralne odzivne karakteristike v krivulji kalibrirane z absolutno vrednostjo, druge spektralne odzivne karakteristike pri različnih valovnih dolžinah pa so izražene z normaliziranimi relativnimi vrednostmi, ki temeljijo na najvišji vrednosti spektralnih odzivnih karakteristik.
3. Ekvivalentna moč šuma je moč vpadnega svetlobnega signala, ki je potrebna, ko je izhodna napetost signala, ki jo ustvari optični detektor signala, enaka inherentni ravni napetosti šuma same naprave. To je glavni dejavnik, ki določa minimalno intenzivnost optičnega signala, ki jo lahko izmeri optični detektor signala, torej občutljivost zaznavanja.
4. Specifična občutljivost zaznavanja je karakteristični parameter, ki opisuje inherentne lastnosti fotoobčutljivega materiala detektorja. Predstavlja najnižjo gostoto vpadnega fotonskega toka, ki jo lahko izmeri optični detektor signala. Njegova vrednost se lahko spreminja glede na delovne pogoje detektorja valovne dolžine merjenega svetlobnega signala (kot so temperatura okolice, uporabljena prednapetost itd.). Večja kot je pasovna širina detektorja, večja je površina detektorja optičnega signala, manjša je ekvivalentna moč šuma (NEP) in višja je specifična občutljivost zaznavanja. Višja specifična občutljivost zaznavanja detektorja pomeni, da je primeren za zaznavanje veliko šibkejših optičnih signalov.
5. Kvantna učinkovitost Q je še en pomemben karakteristični parameter optičnega detektorja signalov. Definirana je kot razmerje med številom merljivih "odzivov", ki jih ustvari fotomon v detektorju, in številom fotonov, ki padejo na površino fotoobčutljivega materiala. Na primer, za detektorje svetlobnih signalov, ki delujejo na emisiji fotonov, je kvantna učinkovitost razmerje med številom fotoelektronov, ki jih oddaja površina fotoobčutljivega materiala, in številom fotonov izmerjenega signala, projiciranih na površino. V optičnem detektorju signalov, ki kot fotoobčutljivi material uporablja polprevodniški material s pn spojem, se kvantna učinkovitost detektorja izračuna tako, da se število parov elektronov in vrzeli, ki jih ustvari izmerjeni svetlobni signal, deli s številom vpadnih signalnih fotonov. Druga pogosta predstavitev kvantne učinkovitosti optičnega detektorja signalov je z odzivnostjo detektorja Rd.
6. Odzivni čas je pomemben parameter za karakterizacijo hitrosti odziva optičnega detektorja signala na spremembo intenzivnosti izmerjenega svetlobnega signala. Ko se izmerjeni svetlobni signal modulira v obliko svetlobnega impulza, se mora intenzivnost električnega signala impulza, ki ga ustvari njegovo delovanje na detektor, po določenem odzivnem času "dvigniti" do ustreznega "vrha" in nato s "vrha" nazaj na začetno "ničelno vrednost", ki ustreza delovanju svetlobnega impulza. Za opis odziva detektorja na spremembo intenzivnosti izmerjenega svetlobnega signala se čas, ko se intenzivnost električnega signala, ki ga ustvari vpadni svetlobni impulz, dvigne z najvišje vrednosti 10 % na 90 %, imenuje "čas vzpona", čas, ko valovna oblika električnega signala pade z najvišje vrednosti 90 % na 10 %, pa se imenuje "čas padca" ali "čas upadanja".
7. Linearnost odziva je še en pomemben karakteristični parameter, ki označuje funkcionalno razmerje med odzivom optičnega detektorja signala in intenzivnostjo vpadnega izmerjenega svetlobnega signala. Zahteva izhod detektorjaoptični detektor signalovbiti sorazmeren znotraj določenega območja intenzivnosti izmerjenega optičnega signala. Običajno je definirano, da je odstotek odstopanja od vhodno-izhodne linearnosti znotraj določenega območja intenzivnosti vhodnega optičnega signala linearnost odziva detektorja optičnega signala.
Čas objave: 12. avg. 2024