Optik sinyalin temel karakteristik parametrelerifotodedektörler:
Çeşitli fotodedektör formlarını incelemeden önce, fotodedektörlerin çalışma performansının karakteristik parametrelerini inceleyelim.optik sinyal fotodedektörleriÖzetlenmiştir. Bu özellikler arasında duyarlılık, spektral tepki, gürültü eşdeğer gücü (NEP), özgül dedeksiyon ve özgül dedeksiyon, kuantum verimliliği ve tepki süresi yer almaktadır.
1. Duyarlılık Rd, cihazın optik radyasyon enerjisine karşı tepki hassasiyetini karakterize etmek için kullanılır. Çıkış sinyalinin gelen sinyale oranıyla gösterilir. Bu özellik, cihazın gürültü özelliklerini değil, yalnızca elektromanyetik radyasyon enerjisini akıma veya voltaja dönüştürme verimliliğini yansıtır. Bu nedenle, gelen ışık sinyalinin dalga boyuna göre değişebilir. Ayrıca, güç tepki özellikleri de uygulanan gerilimin ve ortam sıcaklığının bir fonksiyonudur.
2. Spektral tepki karakteristiği, optik sinyal dedektörünün güç tepki karakteristiği ile gelen optik sinyalin dalga boyu fonksiyonu arasındaki ilişkiyi karakterize eden bir parametredir. Optik sinyal fotodedektörlerinin farklı dalga boylarındaki spektral tepki karakteristikleri genellikle nicel olarak "spektral tepki eğrisi" ile tanımlanır. Eğrideki yalnızca en yüksek spektral tepki karakteristiklerinin mutlak değerle kalibre edildiği ve farklı dalga boylarındaki diğer spektral tepki karakteristiklerinin, spektral tepki karakteristiklerinin en yüksek değerine dayalı normalize edilmiş bağıl değerlerle ifade edildiği unutulmamalıdır.
3. Gürültü eşdeğer gücü, optik sinyal dedektörü tarafından üretilen çıkış sinyali voltajı, cihazın kendi içsel gürültü voltaj seviyesine eşit olduğunda gereken olay ışığı sinyal gücüdür. Optik sinyal dedektörü tarafından ölçülebilen minimum optik sinyal yoğunluğunu, yani algılama hassasiyetini belirleyen ana faktördür.
4. Özgül algılama hassasiyeti, dedektörün ışığa duyarlı malzemesinin doğal özelliklerini tanımlayan karakteristik bir parametredir. Bir optik sinyal dedektörü tarafından ölçülebilen en düşük gelen foton akım yoğunluğunu temsil eder. Değeri, ölçülen ışık sinyalinin dalga boyu dedektörünün çalışma koşullarına (ortam sıcaklığı, uygulanan bias vb.) göre değişebilir. Dedektör bant genişliği ne kadar büyükse, optik sinyal dedektör alanı o kadar büyük, gürültü eşdeğer gücü (NEP) o kadar küçük ve özgül algılama hassasiyeti o kadar yüksek olur. Dedektörün özgül algılama hassasiyetinin yüksek olması, çok daha zayıf optik sinyallerin algılanması için uygun olduğu anlamına gelir.
5. Kuantum verimliliği Q, optik sinyal dedektörünün bir diğer önemli karakteristik parametresidir. Dedektördeki fotomon tarafından üretilen ölçülebilir "tepki" sayısının, ışığa duyarlı malzemenin yüzeyine düşen foton sayısına oranı olarak tanımlanır. Örneğin, foton emisyonuyla çalışan ışık sinyali dedektörleri için kuantum verimliliği, ışığa duyarlı malzemenin yüzeyinden yayılan fotoelektron sayısının, ölçülen sinyalin yüzeye yansıtılan foton sayısına oranıdır. Işığa duyarlı malzeme olarak pn eklemli yarı iletken malzeme kullanan bir optik sinyal dedektöründe, dedektörün kuantum verimliliği, ölçülen ışık sinyali tarafından üretilen elektron deliği çifti sayısının gelen sinyal foton sayısına bölünmesiyle hesaplanır. Bir optik sinyal dedektörünün kuantum verimliliğinin bir diğer yaygın gösterimi, dedektörün tepkiselliği Rd ile yapılır.
6. Tepki süresi, optik sinyal dedektörünün ölçülen ışık sinyalinin yoğunluk değişimine verdiği tepki hızını karakterize eden önemli bir parametredir. Ölçülen ışık sinyali bir ışık darbesi formuna modüle edildiğinde, dedektör üzerindeki etkisiyle oluşan darbe elektrik sinyalinin yoğunluğunun belirli bir tepki süresinden sonra ilgili "tepe" değerine "yükselmesi" ve ardından bu "tepe" değerinden ışık darbesinin etkisine karşılık gelen ilk "sıfır değerine" düşmesi gerekir. Dedektörün ölçülen ışık sinyalinin yoğunluk değişimine verdiği tepkiyi tanımlamak için, gelen ışık darbesi tarafından üretilen elektrik sinyalinin yoğunluğunun en yüksek değeri olan %10'dan %90'a yükseldiği zamana "yükselme süresi", elektrik sinyali darbe dalga formunun en yüksek değeri olan %90'dan %10'a düştüğü zamana ise "düşüş süresi" veya "bozulma süresi" denir.
7. Tepki doğrusallığı, optik sinyal dedektörünün tepkisi ile ölçülen ışık sinyalinin yoğunluğu arasındaki işlevsel ilişkiyi karakterize eden bir diğer önemli karakteristik parametredir.optik sinyal dedektörüÖlçülen optik sinyalin yoğunluğunun belirli bir aralığında orantılı olması. Genellikle, giriş optik sinyal yoğunluğunun belirtilen aralığında giriş-çıkış doğrusallığından sapma yüzdesi, optik sinyal dedektörünün tepki doğrusallığı olarak tanımlanır.
Gönderi zamanı: 12 Ağustos 2024