Parâmetros característicos básicos dos fotodetectores de sinal óptico

Parâmetros característicos básicos do sinal ópticofotodetectores:

Antes de examinar várias formas de fotodetectores, os parâmetros característicos do desempenho operacional deFotodetectores de sinal ópticoestão resumidos. Essas características incluem responsividade, resposta espectral, potência equivalente a ruído (NEP), detectividade específica e detectividade específica. D*), eficiência quântica e tempo de resposta.

1. A Responsivity Rd é usada para caracterizar a sensibilidade da resposta do dispositivo à energia de radiação óptica. É representado pela razão entre o sinal de saída para o sinal de incidente. Essa característica não reflete as características de ruído do dispositivo, mas apenas a eficiência da conversão da energia de radiação eletromagnética em corrente ou tensão. Portanto, pode variar com o comprimento de onda do sinal de luz incidente. Além disso, as características de resposta a potência também são uma função do viés aplicado e da temperatura ambiente.

2. A característica da resposta espectral é um parâmetro que caracteriza a relação entre a característica da resposta de poder do detector de sinal óptico e a função do comprimento de onda do sinal óptico incidente. As características de resposta espectral dos fotodetectores de sinal óptico em diferentes comprimentos de onda são geralmente descritas quantitativamente por "curva de resposta espectral". Deve -se notar que apenas as características mais altas de resposta espectral na curva são calibradas pelo valor absoluto, e as outras características de resposta espectral em diferentes comprimentos de onda são expressas por valores relativos normalizados com base no valor mais alto das características de resposta espectral.

3. A potência equivalente a ruído é a potência do sinal de luz incidente necessária quando a tensão do sinal de saída gerada pelo detector de sinal óptico é igual ao nível de tensão de ruído inerente ao próprio dispositivo. É o principal fator que determina a intensidade mínima do sinal óptico que pode ser medido pelo detector de sinal óptico, ou seja, a sensibilidade à detecção.

4. A sensibilidade específica à detecção é um parâmetro característico que caracteriza as características inerentes ao material fotossensível do detector. Representa a menor densidade de corrente de fótons de incidentes que pode ser medida por um detector de sinal óptico. Seu valor pode variar de acordo com as condições operacionais do detector de comprimento de onda do sinal de luz medido (como temperatura ambiente, viés aplicado etc.). Quanto maior a largura de banda do detector, maior a área do detector de sinal óptico, menor a potência equivalente a ruído NEP e maior a sensibilidade específica de detecção. A maior sensibilidade à detecção específica do detector significa que é adequado para a detecção de sinais ópticos muito mais fracos.

5. A eficiência quântica q é outro parâmetro característico importante do detector de sinal óptico. É definido como a razão do número de "respostas" quantificáveis ​​produzidas pelo Photomon no detector e o número de fótons incidentes na superfície do material fotossensível. Por exemplo, para detectores de sinal de luz que operam na emissão de fótons, a eficiência quântica é a proporção do número de fotoelétrons emitidos da superfície do material fotossensível para o número de fótons do sinal medido projetado na superfície. Em um detector de sinal óptico usando o material semicondutor de junção PN como material fotossensível, a eficiência quântica do detector é calculada dividindo o número de pares de orifícios de elétrons gerados pelo sinal de luz medido pelo número de fótons de sinal incidente. Outra representação comum da eficiência quântica de um detector de sinal óptico é por meio da responsabilidade do detector.

6. O tempo de resposta é um parâmetro importante para caracterizar a velocidade de resposta do detector de sinal óptico para a mudança de intensidade do sinal de luz medido. Quando o sinal de luz medido é modulado na forma de um pulso de luz, a intensidade do sinal elétrico de pulso gerado por sua ação no detector precisa "subir" para o "pico" correspondente após um certo tempo de resposta e do "pico" e depois voltar ao "valor zero" inicial correspondente à ação do pulso de luz. Para descrever a resposta do detector à mudança de intensidade do sinal de luz medido, o tempo em que a intensidade do sinal elétrico gerado pelo pulso de luz incidente sobe do seu valor mais alto de 10% a 90% é chamado de “tempo de subida” e o tempo em que o sinal de queda de sinalização elétrico cai do valor mais alto de 90% a 10% é chamado de tempo “tempo” ou “a onda de onda de queda” ou o valor mais alto ”.

7. A linearidade da resposta é outro parâmetro característico importante que caracteriza a relação funcional entre a resposta do detector de sinal óptico e a intensidade do sinal de luz medido do incidente. Requer a saída doDetector de sinal ópticoser proporcional dentro de uma certa faixa da intensidade do sinal óptico medido. Geralmente, é definido que o desvio percentual da linearidade de entrada e saída dentro da faixa especificada da intensidade do sinal óptico de entrada é a linearidade da resposta do detector de sinal óptico.