Osnovni karakteristični parametri optičnega signalafotodetektorji:
Preden preučimo različne oblike fotodetektorjev, značilne parametre delovanjafotodetektorji optičnega signalaso povzeti. Te značilnosti vključujejo odzivnost, spektralni odziv, moč ekvivalenta šuma (NEP), specifično detektivnost in specifično detektivnost. D*), kvantna učinkovitost in odzivni čas.
1. odzivnost Rd se uporablja za karakterizacijo odzivne občutljivosti naprave na energijo optičnega sevanja. Predstavljen je z razmerjem med izhodnim in vpadnim signalom. Ta lastnost ne odraža značilnosti hrupa 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 značilnosti odziva moči tudi funkcija uporabljene prednapetosti in temperature okolja.
2. Spectralna odzivna karakteristika je parameter, ki označuje razmerje med močnostno odzivno karakteristiko detektorja optičnega signala in funkcijo valovne dolžine vpadnega optičnega signala. Karakteristike spektralnega odziva fotodetektorjev optičnega signala pri različnih valovnih dolžinah so običajno kvantitativno opisane s "krivuljo spektralnega odziva". Upoštevati je treba, da so samo najvišje karakteristike spektralnega odziva v krivulji kalibrirane z absolutno vrednostjo, druge značilnosti spektralnega odziva pri različnih valovnih dolžinah pa so izražene z normaliziranimi relativnimi vrednostmi, ki temeljijo na najvišji vrednosti značilnosti spektralnega odziva.
3. Ekvivalentna moč hrupa je moč signala vpadne svetlobe, ki je potrebna, ko je napetost izhodnega signala, ki ga ustvari detektor optičnega signala, enaka inherentni ravni hrupa napetosti same naprave. Je glavni dejavnik, ki določa minimalno jakost optičnega signala, ki jo lahko izmeri detektor optičnega signala, to je občutljivost zaznavanja.
4. Specifična občutljivost zaznavanja je značilen parameter, ki označuje inherentne značilnosti fotoobčutljivega materiala detektorja. Predstavlja najnižjo gostoto toka vpadnega fotona, ki jo je mogoče izmeriti z detektorjem optičnega signala. Njegova vrednost se lahko spreminja glede na pogoje delovanja detektorja valovne dolžine izmerjenega svetlobnega signala (kot je temperatura okolja, uporabljena prednapetost itd.). Večja kot je pasovna širina detektorja, večja je površina detektorja optičnega signala, manjša je ekvivalentna moč šuma NEP in večja je specifična občutljivost zaznavanja. Večja specifična detekcijska občutljivost detektorja pomeni, da je primeren za detekcijo veliko šibkejših optičnih signalov.
5. Kvantna učinkovitost Q je še en pomemben karakteristični parameter detektorja optičnega signala. Opredeljen je kot razmerje med številom merljivih "odzivov", ki jih proizvede fotomon v detektorju, in številom fotonov, ki vpadejo na površino fotoobčutljivega materiala. Na primer, za detektorje svetlobnih signalov, ki delujejo na emisijo fotonov, je kvantna učinkovitost razmerje med številom fotoelektronov, oddanih s površine fotoobčutljivega materiala, in številom fotonov izmerjenega signala, projiciranega na površino. V detektorju optičnega signala, ki uporablja polprevodniški material pn spoja kot fotoobčutljiv material, se kvantna učinkovitost detektorja izračuna tako, da se število parov elektronskih lukenj, ki jih ustvari izmerjeni svetlobni signal, deli s številom vpadnih signalnih fotonov. Druga pogosta predstavitev kvantne učinkovitosti detektorja optičnega signala je s pomočjo odzivnosti detektorja Rd.
6. Odzivni čas je pomemben parameter za karakterizacijo hitrosti odziva detektorja optičnega signala na spremembo intenzitete izmerjenega svetlobnega signala. Ko je izmerjeni svetlobni signal moduliran v obliki svetlobnega impulza, mora intenzivnost impulznega električnega signala, ki nastane z njegovim delovanjem na detektor, po določenem odzivnem času "dvigniti" do ustreznega "vrha" in od " vrh« in nato pade nazaj na začetno »ničelno vrednost«, ki ustreza delovanju svetlobnega impulza. Da bi opisali odziv detektorja na spremembo intenzitete izmerjenega svetlobnega signala, se čas, ko intenziteta električnega signala, ki ga ustvari vpadni svetlobni impulz, dvigne od najvišje vrednosti 10 % do 90 %, imenuje "dvig čas«, in čas, ko valovna oblika impulza električnega signala pade z najvišje vrednosti 90 % na 10 %, se imenuje »čas padca« ali »čas razpada«.
7. Linearnost odziva je še en pomemben značilen parameter, ki označuje funkcionalno razmerje med odzivom detektorja optičnega signala in intenzivnostjo vpadnega izmerjenega svetlobnega signala. Zahteva izhoddetektor optičnega signalabiti sorazmeren znotraj določenega območja jakosti izmerjenega optičnega signala. Običajno je definirano, da je odstotek odstopanja od vhodno-izhodne linearnosti znotraj določenega območja jakosti vhodnega optičnega signala linearnost odziva detektorja optičnega signala.
Čas objave: 12. avgusta 2024