Základné charakteristické parametre optického signálufotodetektory:
Pred skúmaním rôznych typov fotodetektorov je potrebné zvážiť charakteristické parametre prevádzkového výkonu...optické signálne fotodetektorysú zhrnuté. Medzi tieto charakteristiky patrí citlivosť, spektrálna odozva, ekvivalentný výkon šumu (NEP), špecifická detekcia a špecifická detekcia D*, kvantová účinnosť a čas odozvy.
1. Citlivosť Rd sa používa na charakterizáciu citlivosti zariadenia na energiu optického žiarenia. Je reprezentovaná pomerom výstupného signálu k dopadajúcemu signálu. Táto charakteristika neodráža šumové charakteristiky zariadenia, ale iba účinnosť premeny energie elektromagnetického žiarenia na prúd alebo napätie. Preto sa môže meniť s vlnovou dĺžkou dopadajúceho svetelného signálu. Okrem toho sú charakteristiky výkonovej odozvy tiež funkciou aplikovaného predpätia a okolitej teploty.
2. Spektrálna charakteristika odozvy je parameter, ktorý charakterizuje vzťah medzi výkonovou charakteristikou odozvy detektora optického signálu a funkciou vlnovej dĺžky dopadajúceho optického signálu. Spektrálne charakteristiky odozvy fotodetektorov optického signálu pri rôznych vlnových dĺžkach sa zvyčajne kvantitatívne opisujú pomocou „krivky spektrálnej odozvy“. Treba poznamenať, že iba najvyššie charakteristiky spektrálnej odozvy v krivke sú kalibrované absolútnou hodnotou a ostatné charakteristiky spektrálnej odozvy pri rôznych vlnových dĺžkach sú vyjadrené normalizovanými relatívnymi hodnotami na základe najvyššej hodnoty charakteristík spektrálnej odozvy.
3. Ekvivalentný výkon šumu je výkon dopadajúceho svetelného signálu potrebný, keď je výstupné napätie generované detektorom optického signálu rovnaké ako úroveň inherentného šumového napätia samotného zariadenia. Je to hlavný faktor, ktorý určuje minimálnu intenzitu optického signálu, ktorú je možné merať detektorom optického signálu, teda citlivosť detekcie.
4. Špecifická citlivosť detekcie je charakteristický parameter, ktorý charakterizuje inherentné vlastnosti fotocitlivého materiálu detektora. Predstavuje najnižšiu hustotu prúdu dopadajúcich fotónov, ktorú je možné merať detektorom optického signálu. Jeho hodnota sa môže meniť v závislosti od prevádzkových podmienok detektora vlnovej dĺžky meraného svetelného signálu (ako je teplota okolia, aplikované predpätie atď.). Čím väčšia je šírka pásma detektora, tým väčšia je plocha detektora optického signálu, tým menší je ekvivalentný výkon šumu (NEP) a tým vyššia je špecifická citlivosť detekcie. Vyššia špecifická citlivosť detekcie detektora znamená, že je vhodný na detekciu oveľa slabších optických signálov.
5. Kvantová účinnosť Q je ďalším dôležitým charakteristickým parametrom detektora optického signálu. Je definovaná ako pomer počtu kvantifikovateľných „odoziev“ produkovaných fotomónom v detektore k počtu fotónov dopadajúcich na povrch fotocitlivého materiálu. Napríklad pre detektory svetelného signálu pracujúce na emisii fotónov je kvantová účinnosť pomerom počtu fotoelektrónov emitovaných z povrchu fotocitlivého materiálu k počtu fotónov meraného signálu premietnutých na povrch. V detektore optického signálu používajúcom polovodičový materiál s pn prechodom ako fotocitlivý materiál sa kvantová účinnosť detektora vypočíta vydelením počtu párov elektrónov a dier generovaných meraným svetelným signálom počtom dopadajúcich fotónov signálu. Ďalším bežným znázornením kvantovej účinnosti detektora optického signálu je citlivosť detektora Rd.
6. Čas odozvy je dôležitý parameter charakterizujúci rýchlosť odozvy optického detektora signálu na zmenu intenzity meraného svetelného signálu. Keď je meraný svetelný signál modulovaný do formy svetelného impulzu, intenzita elektrického signálu impulzu generovaného jeho pôsobením na detektor sa musí po určitom čase odozvy „zvýšiť“ na zodpovedajúci „vrchol“ a z „vrcholu“ klesnúť späť na počiatočnú „nulovú hodnotu“ zodpovedajúcu pôsobeniu svetelného impulzu. Na opis odozvy detektora na zmenu intenzity meraného svetelného signálu sa čas, kedy intenzita elektrického signálu generovaného dopadajúcim svetelným impulzom stúpne z najvyššej hodnoty 10 % na 90 %, nazýva „čas nábehu“ a čas, kedy tvar vlny elektrického signálu klesne z najvyššej hodnoty 90 % na 10 %, sa nazýva „čas poklesu“ alebo „čas poklesu“.
7. Linearita odozvy je ďalším dôležitým charakteristickým parametrom, ktorý charakterizuje funkčný vzťah medzi odozvou detektora optického signálu a intenzitou dopadajúceho meraného svetelného signálu. Vyžaduje si výstup zoptický detektor signálubyť úmerná v určitom rozsahu intenzity meraného optického signálu. Zvyčajne sa definuje, že percentuálna odchýlka od linearity vstupu a výstupu v špecifikovanom rozsahu intenzity vstupného optického signálu je linearita odozvy detektora optického signálu.
Čas uverejnenia: 12. augusta 2024