Optiskā signāla raksturīgie pamatparametrifotodetektori:
Pirms dažādu formu fotodetektoru izpētes, raksturīgie darbības parametrioptisko signālu fotodetektoriir apkopoti. Šie raksturlielumi ietver reaģētspēju, spektrālo reakciju, trokšņa ekvivalento jaudu (NEP), īpatnējo detektivitāti un specifisko detektivitāti. D*), kvantu efektivitāte un reakcijas laiks.
1. reaģētspēja Rd tiek izmantota, lai raksturotu ierīces reakcijas jutību pret optiskā starojuma enerģiju. To attēlo izejas signāla attiecība pret krītošo signālu. Šis raksturlielums neatspoguļo ierīces trokšņa raksturlielumus, bet tikai elektromagnētiskā starojuma enerģijas pārveidošanas efektivitāti strāvā vai spriegumā. Tāpēc tas var mainīties atkarībā no krītošās gaismas signāla viļņa garuma. Turklāt jaudas reakcijas raksturlielumi ir arī pielietotās novirzes un apkārtējās vides temperatūras funkcija.
2. Spektrālās atbildes raksturlielums ir parametrs, kas raksturo attiecību starp optiskā signāla detektora jaudas reakcijas raksturlielumu un krītošā optiskā signāla viļņa garuma funkciju. Optisko signālu fotodetektoru spektrālās reakcijas raksturlielumi dažādos viļņu garumos parasti tiek kvantitatīvi aprakstīti ar "spektrālās reakcijas līkni". Jāņem vērā, ka tikai augstākie spektrālās atbildes raksturlielumi līknē tiek kalibrēti pēc absolūtās vērtības, bet pārējie spektrālās atbildes raksturlielumi dažādos viļņu garumos tiek izteikti ar normalizētām relatīvajām vērtībām, kuru pamatā ir spektrālās atbildes raksturlielumu augstākā vērtība.
3. Trokšņa ekvivalentā jauda ir krītošās gaismas signāla jauda, kas nepieciešama, ja optiskā signāla detektora ģenerētais izejas signāla spriegums ir vienāds ar pašas ierīces trokšņa sprieguma līmeni. Tas ir galvenais faktors, kas nosaka minimālo optiskā signāla intensitāti, ko var izmērīt ar optiskā signāla detektoru, tas ir, noteikšanas jutību.
4. Īpatnējā noteikšanas jutība ir raksturīgs parametrs, kas raksturo detektora gaismjutīgajam materiālam piemītošās īpašības. Tas atspoguļo zemāko krītošo fotonu strāvas blīvumu, ko var izmērīt ar optiskā signāla detektoru. Tās vērtība var mainīties atkarībā no izmērītā gaismas signāla viļņa garuma detektora darbības apstākļiem (piemēram, apkārtējās vides temperatūra, pielietotā novirze utt.). Jo lielāks ir detektora joslas platums, jo lielāks ir optiskā signāla detektora laukums, jo mazāka ir trokšņa ekvivalentā jauda NEP un augstāka īpašā noteikšanas jutība. Detektora augstāka specifiskā noteikšanas jutība nozīmē, ka tas ir piemērots daudz vājāku optisko signālu noteikšanai.
5. Kvantu efektivitāte Q ir vēl viens svarīgs optiskā signāla detektora raksturīgais parametrs. To definē kā kvantitatīvi nosakāmo “atbilžu” skaita attiecību, ko fotomons rada detektorā, pret fotonu skaitu, kas krīt uz gaismjutīgā materiāla virsmas. Piemēram, gaismas signālu detektoriem, kas darbojas ar fotonu emisiju, kvantu efektivitāte ir attiecība starp fotoelektronu skaitu, kas izstaro no gaismjutīgā materiāla virsmas, pret izmērītā signāla fotonu skaitu, kas projicēts uz virsmas. Optiskā signāla detektorā, kurā kā gaismjutīgu materiālu izmanto pn savienojuma pusvadītāju materiālu, detektora kvantu efektivitāti aprēķina, izmērītā gaismas signāla radīto elektronu caurumu pāru skaitu dalot ar krītošā signāla fotonu skaitu. Vēl viens izplatīts optiskā signāla detektora kvantu efektivitātes attēlojums ir ar detektora jutības Rd palīdzību.
6. Reakcijas laiks ir svarīgs parametrs, lai raksturotu optiskā signāla detektora reakcijas ātrumu uz izmērītā gaismas signāla intensitātes izmaiņām. Kad izmērītais gaismas signāls tiek modulēts gaismas impulsa formā, impulsa elektriskā signāla intensitātei, ko rada tā darbība uz detektoru, pēc noteikta reakcijas laika ir “jāpieaug” līdz atbilstošajam “pīķim” un no “ maksimums” un pēc tam atgriezties pie sākotnējās “nulles vērtības”, kas atbilst gaismas impulsa darbībai. Lai aprakstītu detektora reakciju uz izmērītā gaismas signāla intensitātes izmaiņām, laiku, kad krītošā gaismas impulsa radītā elektriskā signāla intensitāte paaugstinās no augstākās vērtības 10% līdz 90%, sauc par "pieaugumu". laiks”, un laiku, kad elektriskā signāla impulsa viļņu forma nokrīt no augstākās vērtības 90% līdz 10%, sauc par "krišanas laiku" vai "sabrukšanas laiku".
7. Atbildes linearitāte ir vēl viens svarīgs raksturīgs parametrs, kas raksturo funkcionālo saistību starp optiskā signāla detektora reakciju un krītošā izmērītā gaismas signāla intensitāti. Tam nepieciešama izvadeoptiskā signāla detektorsbūt proporcionālam noteiktā izmērītā optiskā signāla intensitātes diapazonā. Parasti tiek definēts, ka procentuālā novirze no ieejas-izejas linearitātes norādītajā ieejas optiskā signāla intensitātes diapazonā ir optiskā signāla detektora atbildes linearitāte.
Publicēšanas laiks: 12. augusts 2024