Optik sinyalin temel karakteristik parametrelerifotodedektörler:
Çeşitli fotodedektör türlerini incelemeden önce, çalışma performansının karakteristik parametrelerioptik sinyal fotodetektörleriözetlenmiştir. Bu özellikler arasında duyarlılık, spektral tepki, gürültü eşdeğer gücü (NEP), spesifik tespit ve spesifik tespit bulunur. D*), kuantum verimliliği ve tepki süresi.
1. duyarlılık Rd, cihazın optik radyasyon enerjisine tepki duyarlılığını karakterize etmek için kullanılır. Çıkış sinyalinin olay sinyaline oranıyla temsil edilir. Bu özellik, cihazın gürültü özelliklerini değil, yalnızca elektromanyetik radyasyon enerjisini akıma veya gerilime dönüştürme verimliliğini yansıtır. Bu nedenle gelen ışık sinyalinin dalga boyuna göre değişebilir. Ek olarak, güç tepkisi özellikleri aynı zamanda uygulanan öngerilim ve ortam sıcaklığının da bir fonksiyonudur.
2. Spektral tepki karakteristiği, optik sinyal detektörünün güç tepkisi karakteristiği ile gelen optik sinyalin dalga boyu fonksiyonu arasındaki ilişkiyi karakterize eden bir parametredir. Farklı dalga boylarındaki optik sinyal fotodetektörlerinin spektral tepki özellikleri genellikle niceliksel olarak “spektral tepki eğrisi” ile tanımlanır. Eğride yalnızca en yüksek spektral yanıt özelliklerinin mutlak değere göre kalibre edildiğine ve farklı dalga boylarındaki diğer spektral yanıt özelliklerinin, spektral yanıt özelliklerinin en yüksek değerine dayalı olarak normalleştirilmiş göreceli değerlerle ifade edildiğine dikkat edilmelidir.
3. Gürültü eşdeğer gücü, optik sinyal detektörü tarafından üretilen çıkış sinyali voltajı cihazın kendi gürültü voltajı seviyesine eşit olduğunda gereken ışık sinyali gücüdür. Optik sinyal dedektörünün ölçebileceği minimum optik sinyal yoğunluğunu yani algılama hassasiyetini belirleyen ana faktördür.
4. Spesifik algılama hassasiyeti, dedektörün ışığa duyarlı malzemesinin doğal özelliklerini karakterize eden karakteristik bir parametredir. Bir optik sinyal detektörü tarafından ölçülebilen en düşük foton akım yoğunluğunu temsil eder. Değeri, ölçülen ışık sinyalinin dalga boyu dedektörünün çalışma koşullarına (ortam sıcaklığı, uygulanan öngerilim vb. gibi) göre değişiklik gösterebilir. Dedektör bant genişliği ne kadar büyük olursa, optik sinyal detektör alanı da o kadar büyük olur, NEP gürültü eşdeğer gücü o kadar küçük olur ve spesifik algılama hassasiyeti o kadar yüksek olur. Dedektörün spesifik algılama duyarlılığının 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 fotomonun ürettiği ölçülebilir "tepkilerin" sayısının, ışığa duyarlı malzemenin yüzeyine gelen fotonların sayısına oranı olarak tanımlanır. Örneğin, foton emisyonu üzerinde çalışan ışık sinyali dedektörleri için kuantum verimliliği, ışığa duyarlı malzemenin yüzeyinden yayılan fotoelektron sayısının, yüzeye yansıtılan ölçülen sinyalin foton sayısına oranıdır. Işığa duyarlı malzeme olarak pn bağlantı yarı iletken malzemesini kullanan bir optik sinyal detektöründe, detektörün kuantum verimliliği, ölçülen ışık sinyali tarafından üretilen elektron deliği çiftlerinin sayısının gelen sinyal fotonlarının sayısına bölünmesiyle hesaplanır. Bir optik sinyal detektörünün kuantum verimliliğinin bir başka yaygın temsili, detektörün duyarlılığı Rd aracılığıyladır.
6. Tepki süresi, optik sinyal detektörünün ölçülen ışık sinyalinin yoğunluk değişimine tepki hızını karakterize eden önemli bir parametredir. Ölçülen ışık sinyali bir ışık darbesi biçiminde modüle edildiğinde, dedektör üzerindeki eylemiyle üretilen darbe elektrik sinyalinin yoğunluğunun, belirli bir tepki süresinden sonra karşılık gelen "zirveye" "yükselmesi" gerekir ve " tepe noktasına” ulaşır ve ardından ışık darbesinin hareketine karşılık gelen başlangıçtaki “sıfır değere” geri döner. Dedektörün ölçülen ışık sinyalinin yoğunluk değişimine tepkisini tanımlamak amacıyla, gelen ışık darbesi tarafından oluşturulan elektrik sinyalinin yoğunluğunun %10'luk en yüksek değerinden %90'a çıktığı zaman "yükselme" olarak adlandırılır. süresi” olup, elektrik sinyali darbe dalga formunun en yüksek değeri olan %90'dan %10'a düştüğü süreye “düşme süresi” veya “bozunma süresi” denir.
7. Tepki doğrusallığı, optik sinyal detektörünün tepkisi ile ölçülen ışık sinyalinin yoğunluğu arasındaki fonksiyonel ilişkiyi karakterize eden bir diğer önemli karakteristik parametredir. Şunun çıktısını gerektirir:optik sinyal dedektörüölçülen optik sinyalin yoğunluğunun belirli bir aralığı dahilinde orantılı olacaktır. Genellikle, giriş optik sinyal yoğunluğunun belirtilen aralığı içindeki giriş-çıkış doğrusallığından sapma yüzdesinin, optik sinyal detektörünün yanıt doğrusallığı olduğu tanımlanır.
Gönderim zamanı: Ağu-12-2024