Základní charakteristické parametry optického signálufotodetektory:
Před zkoumáním různých typů fotodetektorů je třeba zvážit charakteristické parametry provozního výkonu...optické signálové fotodetektoryjsou shrnuty. Mezi tyto charakteristiky patří citlivost, spektrální odezva, ekvivalentní výkon šumu (NEP), specifická detektivita a specifická detektivita D*, kvantová účinnost a doba odezvy.
1. Citlivost Rd se používá k charakterizaci citlivosti zařízení na energii optického záření. Je reprezentována poměrem výstupního signálu k dopadajícímu signálu. Tato charakteristika neodráží šumové charakteristiky zařízení, ale pouze účinnost přeměny energie elektromagnetického záření na proud nebo napětí. Proto se může měnit s vlnovou délkou dopadajícího světelného signálu. Charakteristiky výkonové odezvy jsou navíc také funkcí aplikovaného předpětí a okolní teploty.
2. Spektrální charakteristika odezvy je parametr, který charakterizuje vztah mezi výkonovou charakteristikou odezvy detektoru optického signálu a funkcí vlnové délky dopadajícího optického signálu. Spektrální charakteristiky odezvy fotodetektorů optického signálu na různých vlnových délkách jsou obvykle kvantitativně popsány „křivkou spektrální odezvy“. Je třeba poznamenat, že pouze nejvyšší charakteristiky spektrální odezvy v křivce jsou kalibrovány absolutní hodnotou a ostatní charakteristiky spektrální odezvy na různých vlnových délkách jsou vyjádřeny normalizovanými relativními hodnotami založenými na nejvyšší hodnotě charakteristik spektrální odezvy.
3. Ekvivalentní výkon šumu je výkon dopadajícího světelného signálu potřebný, když je výstupní napětí generované optickým detektorem signálu rovno inherentní úrovni šumového napětí samotného zařízení. Je to hlavní faktor, který určuje minimální intenzitu optického signálu, kterou lze měřit optickým detektorem signálu, tj. citlivost detekce.
4. Specifická citlivost detekce je charakteristický parametr, který charakterizuje inherentní vlastnosti fotocitlivého materiálu detektoru. Představuje nejnižší hustotu proudu dopadajících fotonů, kterou lze měřit detektorem optického signálu. Jeho hodnota se může měnit v závislosti na provozních podmínkách detektoru vlnové délky měřeného světelného signálu (jako je okolní teplota, aplikované předpětí atd.). Čím větší je šířka pásma detektoru, tím větší je plocha detektoru optického signálu, tím menší je ekvivalentní výkon šumu (NEP) a tím vyšší je specifická citlivost detekce. Vyšší specifická citlivost detekce detektoru znamená, že je vhodný pro detekci mnohem slabších optických signálů.
5. Kvantová účinnost Q je dalším důležitým charakteristickým parametrem detektoru optického signálu. Je definována jako poměr počtu kvantifikovatelných „odejí“ produkovaných fotonem v detektoru k počtu fotonů dopadajících na povrch fotocitlivého materiálu. Například u detektorů světelného signálu pracujících na emisi fotonů je kvantová účinnost poměrem počtu fotoelektronů emitovaných z povrchu fotocitlivého materiálu k počtu fotonů měřeného signálu promítaných na povrch. V detektoru optického signálu používajícím jako fotocitlivý materiál polovodičový materiál s pn přechodem se kvantová účinnost detektoru vypočítá vydělením počtu elektronově-děrových párů generovaných měřeným světelným signálem počtem dopadajících signálových fotonů. Další běžnou reprezentací kvantové účinnosti detektoru optického signálu je citlivost detektoru Rd.
6. Doba odezvy je důležitým parametrem pro charakterizaci rychlosti odezvy optického detektoru signálu na změnu intenzity měřeného světelného signálu. Když je měřený světelný signál modulován do tvaru světelného impulsu, intenzita pulzního elektrického signálu generovaného jeho působením na detektor musí po určité době odezvy „vzrůst“ na odpovídající „vrchol“ a z „vrcholu“ klesnout zpět na počáteční „nulovou hodnotu“ odpovídající působení světelného impulsu. Pro popis odezvy detektoru na změnu intenzity měřeného světelného signálu se doba, kdy intenzita elektrického signálu generovaného dopadajícím světelným impulsem vzroste z nejvyšší hodnoty 10 % na 90 %, nazývá „doba náběhu“ a doba, kdy tvar vlny elektrického signálu klesá z nejvyšší hodnoty 90 % na 10 %, se nazývá „doba poklesu“ nebo „doba doznívání“.
7. Linearita odezvy je dalším důležitým charakteristickým parametrem, který charakterizuje funkční vztah mezi odezvou detektoru optického signálu a intenzitou dopadajícího měřeného světelného signálu. Vyžaduje výstup detektoruoptický detektor signálubýt úměrná v určitém rozsahu intenzity měřeného optického signálu. Obvykle se definuje, že procentuální odchylka od linearity vstupu a výstupu v daném rozsahu intenzity vstupního optického signálu je linearita odezvy detektoru optického signálu.
Čas zveřejnění: 12. srpna 2024