Grundläggande karakteristiska parametrar för optisk signalfotodetektorer:
Innan man undersöker olika former av fotodetektorer, bör man undersöka de karakteristiska parametrarna för driftsprestanda hosoptiska signalfotodetektorersammanfattas. Dessa egenskaper inkluderar responsivitet, spektralrespons, brusekvivalent effekt (NEP), specifik detektivitet och specifik detektivitet. D*), kvanteffektivitet och svarstid.
1. Responsiviteten Rd används för att karakterisera enhetens responskänslighet för optisk strålningsenergi. Den representeras av förhållandet mellan utsignal och infallande signal. Denna egenskap återspeglar inte enhetens brusegenskaper, utan endast effektiviteten i att omvandla elektromagnetisk strålningsenergi till ström eller spänning. Därför kan den variera med våglängden för den infallande ljussignalen. Dessutom är effektresponsegenskaperna också en funktion av den applicerade förspänningen och omgivningstemperaturen.
2. Den spektrala responskarakteristiken är en parameter som karaktäriserar förhållandet mellan effektresponskarakteristiken hos den optiska signaldetektorn och våglängdsfunktionen hos den infallande optiska signalen. De spektrala responskarakteristikerna för optiska signalfotodetektorer vid olika våglängder beskrivs vanligtvis kvantitativt med "spektralresponskurva". Det bör noteras att endast de högsta spektrala responskarakteristikerna i kurvan kalibreras med absolutvärde, och de andra spektrala responskarakteristikerna vid olika våglängder uttrycks med normaliserade relativa värden baserade på det högsta värdet av spektrala responskarakteristikerna.
3. Brusekvivalenteffekten är den infallande ljussignaleffekt som krävs när utsignalspänningen som genereras av den optiska signaldetektorn är lika med den inneboende brusspänningsnivån hos själva enheten. Det är den viktigaste faktorn som bestämmer den minsta optiska signalintensiteten som kan mätas av den optiska signaldetektorn, det vill säga detektionskänsligheten.
4. Specifik detektionskänslighet är en karakteristisk parameter som kännetecknar de inneboende egenskaperna hos detektorns ljuskänsliga material. Den representerar den lägsta strömtätheten för infallande fotoner som kan mätas av en optisk signaldetektor. Dess värde kan variera beroende på driftsförhållandena för våglängdsdetektorn för den uppmätta ljussignalen (såsom omgivningstemperatur, applicerad förspänning, etc.). Ju större detektorbandbredd, desto större är den optiska signaldetektorns area, desto mindre är brusekvivalent effekt NEP och desto högre är den specifika detektionskänsligheten. Ju högre specifik detektionskänslighet detektorn har, innebär att den är lämplig för detektion av mycket svagare optiska signaler.
5. Kvanteffektiviteten Q är en annan viktig karakteristisk parameter för en optisk signaldetektor. Den definieras som förhållandet mellan antalet kvantifierbara "responser" som produceras av fotomonen i detektorn och antalet fotoner som infaller på ytan av det ljuskänsliga materialet. Till exempel, för ljussignaldetektorer som arbetar med fotonemission, är kvanteffektiviteten förhållandet mellan antalet fotoelektroner som emitteras från ytan av det ljuskänsliga materialet och antalet fotoner i den uppmätta signalen som projiceras på ytan. I en optisk signaldetektor som använder pn-övergångshalvledarmaterial som ljuskänsligt material beräknas detektorns kvanteffektivitet genom att dividera antalet elektronhålpar som genereras av den uppmätta ljussignalen med antalet infallande signalfotoner. En annan vanlig representation av kvanteffektiviteten hos en optisk signaldetektor är med hjälp av detektorns responsivitet Rd.
6. Svarstiden är en viktig parameter för att karakterisera den optiska signaldetektorns svarshastighet på intensitetsförändringen hos den uppmätta ljussignalen. När den uppmätta ljussignalen moduleras till formen av en ljuspuls, måste intensiteten hos den elektriska pulssignalen som genereras av dess verkan på detektorn "stiga" till motsvarande "topp" efter en viss svarstid, och från "toppen" och sedan falla tillbaka till det ursprungliga "nollvärdet" som motsvarar ljuspulsens verkan. För att beskriva detektorns svar på intensitetsförändringen hos den uppmätta ljussignalen kallas den tidpunkt då intensiteten hos den elektriska signalen som genereras av den infallande ljuspulsen stiger från sitt högsta värde på 10 % till 90 % för "stigtid", och den tidpunkt då den elektriska signalpulsens vågform faller från sitt högsta värde på 90 % till 10 % kallas "falltid" eller "avklingningstid".
7. Responslinjäritet är en annan viktig karakteristisk parameter som kännetecknar det funktionella förhållandet mellan den optiska signaldetektorns respons och intensiteten hos den infallande uppmätta ljussignalen. Den kräver utsignalen frånoptisk signaldetektoratt vara proportionell inom ett visst område av intensiteten hos den uppmätta optiska signalen. Det definieras vanligtvis att den procentuella avvikelsen från ingångs-utgångslinjäriteten inom det specificerade området för den optiska ingångssignalens intensitet är den optiska signaldetektorns responslinjäritet.
Publiceringstid: 12 augusti 2024