Parametrat themelorë karakteristik të fotodetektorëve të sinjalit optik

Parametrat themelorë karakteristik të sinjalit optikfotodetektorë:

Para se të ekzaminoni format e ndryshme të fotodetektorëve, parametrat karakteristikë të performancës operative tëFotodetektorë të sinjalit optikjanë përmbledhur. Këto karakteristika përfshijnë përgjegjësi, përgjigje spektrale, fuqi ekuivalente të zhurmës (NEP), zbulim specifik dhe zbulim specifik. D*), efikasiteti kuantik dhe koha e përgjigjes.

1. Përgjegjësia RD përdoret për të karakterizuar ndjeshmërinë e përgjigjes së pajisjes ndaj energjisë optike të rrezatimit. Përfaqësohet nga raporti i sinjalit të daljes me sinjalin e incidentit. Kjo karakteristikë nuk pasqyron karakteristikat e zhurmës së pajisjes, por vetëm efikasiteti i shndërrimit të energjisë së rrezatimit elektromagnetik në rrymë ose tension. Prandaj, mund të ndryshojë me gjatësinë e valës së sinjalit të dritës së incidentit. Për më tepër, karakteristikat e përgjigjes së energjisë janë gjithashtu një funksion i paragjykimit të aplikuar dhe temperaturës së ambientit.

2. Karakteristika e përgjigjes spektrale është një parametër që karakterizon marrëdhëniet midis karakteristikës së përgjigjes së fuqisë së detektorit të sinjalit optik dhe funksionit të gjatësisë së valës së sinjalit optik të incidentit. Karakteristikat e përgjigjes spektrale të fotodetektorëve të sinjalit optik në gjatësi vale të ndryshme zakonisht përshkruhen në mënyrë sasiore nga "kurba e përgjigjes spektrale". Duhet të theksohet se vetëm karakteristikat më të larta të përgjigjes spektrale në kurbë kalibrohen nga vlera absolute, dhe karakteristikat e tjera të përgjigjes spektrale në gjatësi vale të ndryshme shprehen nga vlerat relative të normalizuara bazuar në vlerën më të lartë të karakteristikave të përgjigjes spektrale.

3. Fuqia ekuivalente e zhurmës është fuqia e sinjalit të dritës së incidentit që kërkohet kur tensioni i sinjalit të daljes i gjeneruar nga detektori i sinjalit optik është i barabartë me nivelin e tensionit të qenësishëm të zhurmës së vetë pajisjes. Shtë faktori kryesor që përcakton intensitetin minimal të sinjalit optik që mund të matet me detektorin e sinjalit optik, domethënë ndjeshmërinë e zbulimit.

4. Ndjeshmëria specifike e zbulimit është një parametër karakteristik që karakterizon karakteristikat e qenësishme të materialit fotosensitiv të detektorit. Ai përfaqëson densitetin e rrymës së fotonit të incidentit më të ulët që mund të matet me një detektor të sinjalit optik. Vlera e saj mund të ndryshojë sipas kushteve të funksionimit të detektorit të gjatësisë së valës së sinjalit të dritës së matur (siç është temperatura e ambientit, paragjykimi i aplikuar, etj.). Sa më i madh të jetë gjerësia e brezit të detektorit, aq më i madh është zona e detektorit të sinjalit optik, aq më i vogël është NEP i fuqisë ekuivalente të zhurmës, dhe sa më e lartë të jetë ndjeshmëria specifike e zbulimit. Ndjeshmëria më e lartë specifike e zbulimit të detektorit do të thotë që është i përshtatshëm për zbulimin e sinjaleve optike shumë më të dobëta.

5. Efikasiteti kuantik q është një tjetër parametër i rëndësishëm karakteristik i detektorit të sinjalit optik. Përcaktohet si raporti i numrit të "përgjigjeve" të matshme të prodhuara nga fotomoni në detektor me numrin e incidenteve të fotoneve në sipërfaqen e materialit fotosensitiv. Për shembull, për detektorët e sinjalit të dritës që veprojnë në emetimin e fotonit, efikasiteti kuantik është raporti i numrit të fotoselektroneve të emetuara nga sipërfaqja e materialit fotosensitiv me numrin e fotoneve të sinjalit të matur të parashikuar në sipërfaqe. Në një detektor të sinjalit optik duke përdorur materialin gjysmëpërçues të kryqëzimit PN si material fotosensitiv, efikasiteti kuantik i detektorit llogaritet duke ndarë numrin e çifteve të vrimave të elektroneve të krijuara nga sinjali i dritës së matur nga numri i fotoneve të sinjalit të incidentit. Një tjetër përfaqësim i zakonshëm i efikasitetit kuantik të një detektori të sinjalit optik është me anë të përgjegjësisë së detektorit RD.

6. Koha e përgjigjes është një parametër i rëndësishëm për të karakterizuar shpejtësinë e përgjigjes së detektorit të sinjalit optik ndaj ndryshimit të intensitetit të sinjalit të dritës së matur. Kur sinjali i matur i dritës modulohet në formën e një pulsi të lehtë, intensiteti i sinjalit elektrik të pulsit të krijuar nga veprimi i tij në detektor duhet të "ngrihet" në "kulmin" përkatës pas një kohe të caktuar përgjigjeje, dhe nga "kulmi" dhe pastaj të bjerë përsëri në "vlerën zero" që korrespondon me veprimin e pulsit të dritës. Për të përshkruar përgjigjen e detektorit ndaj ndryshimit të intensitetit të sinjalit të dritës së matur, koha kur intensiteti i sinjalit elektrik të gjeneruar nga incidenti pulsi i dritës ngrihet nga vlera e tij më e lartë prej 10% në 90% quhet "koha e ngritjes", dhe koha kur sinjali elektrik i sistemit të pulsit bie nga vlera e tij më e lartë e tij prej 90% deri në 10% quhet "koha e vjeshtës" ose koha e prishjes ", dhe koha kur sinjali elektrik i sinjalit të pulsit të sinjalit elektrik bie nga vlera e tij më e lartë prej 90% deri në 10% quhet" koha e vjeshtës "ose koha e kalimit".

7. Lineariteti i përgjigjes është një tjetër parametër i rëndësishëm karakteristik që karakterizon marrëdhënien funksionale midis përgjigjes së detektorit të sinjalit optik dhe intensitetit të sinjalit të dritës së matur të incidentit. Kërkon prodhimin edetektor i sinjalit optiktë jetë proporcionale brenda një game të caktuar të intensitetit të sinjalit optik të matur. Zakonisht përcaktohet se devijimi i përqindjes nga lineariteti i hyrjes-daljes brenda intervalit të specifikuar të intensitetit të sinjalit optik të hyrjes është lineariteti i përgjigjes së detektorit të sinjalit optik.