Основни карактеристични параметри на фотодетекторите за оптички сигнали

Основни карактеристични параметри на оптичкиот сигналфотодетектори:

Пред да се испитаат различните форми на фотодетектори, карактеристичните параметри на оперативните перформанси нафотодетектори за оптички сигналисе сумирани. Овие карактеристики вклучуваат одзив, спектрален одзив, еквивалентна моќност на шум (NEP), специфична детективност и специфична детективност. D*), квантна ефикасност и време на одзив.

1. Одзивот Rd се користи за карактеризирање на чувствителноста на одговорот на уредот на енергијата на оптичкото зрачење. Претставена е со односот на излезниот сигнал кон инцидентниот сигнал. Оваа карактеристика не ги одразува карактеристиките на бучавата на уредот, туку само ефикасноста на претворањето на енергијата на електромагнетното зрачење во струја или напон. Затоа, може да варира во зависност од брановата должина на сигналот на инцидентната светлина. Покрај тоа, карактеристиките на одзивот на моќноста се исто така функција на применетата поларизација и температурата на околината.

2. Карактеристиката на спектралниот одговор е параметар што ја карактеризира врската помеѓу карактеристиката на одговор на моќноста на детекторот на оптички сигнал и функцијата на бранова должина на инцидентниот оптички сигнал. Карактеристиките на спектралниот одговор на фотодетекторите на оптички сигнали на различни бранови должини обично се опишуваат квантитативно со „крива на спектралниот одговор“. Треба да се напомене дека само највисоките карактеристики на спектралниот одговор во кривата се калибрирани со апсолутна вредност, а другите карактеристики на спектралниот одговор на различни бранови должини се изразуваат со нормализирани релативни вредности врз основа на највисоката вредност на карактеристиките на спектралниот одговор.

3. Еквивалентната моќност на шум е моќноста на сигналот на инцидентна светлина потребна кога напонот на излезниот сигнал генериран од детекторот за оптички сигнал е еднаков на вроденото ниво на напон на шум на самиот уред. Тоа е главниот фактор што го одредува минималниот интензитет на оптичкиот сигнал што може да се мери од детекторот за оптички сигнал, односно чувствителноста на детекција.

4. Специфичната чувствителност на детекција е карактеристичен параметар што ги карактеризира вродените карактеристики на фотосензитивниот материјал на детекторот. Таа претставува најниска густина на инцидентна струја на фотон што може да се измери со детектор за оптички сигнали. Нејзината вредност може да варира во зависност од условите за работа на детекторот за бранова должина на измерениот светлосен сигнал (како што се температурата на околината, применетото поларизирање итн.). Колку е поголем пропусниот опсег на детекторот, толку е поголема површината на детекторот за оптички сигнал, толку е помала еквивалентната моќност на шум NEP и толку е поголема специфичната чувствителност на детекција. Повисоката специфична чувствителност на детекција на детекторот значи дека е погоден за детекција на многу послаби оптички сигнали.

5. Квантната ефикасност Q е уште еден важен карактеристичен параметар на оптичкиот детектор на сигнали. Таа се дефинира како однос на бројот на квантификувани „одговори“ произведени од фотомонот во детекторот и бројот на фотони што паѓаат на површината на фотосензитивниот материјал. На пример, за детектори на светлосни сигнали што работат на емисија на фотони, квантната ефикасност е односот на бројот на фотоелектрони емитирани од површината на фотосензитивниот материјал и бројот на фотони од измерениот сигнал проектирани на површината. Во оптички детектор на сигнали што користи полупроводнички материјал со pn спој како фотосензитивен материјал, квантната ефикасност на детекторот се пресметува со делење на бројот на парови на електронски дупки генерирани од измерениот светлосен сигнал со бројот на фотони на инцидентен сигнал. Друга вообичаена претстава за квантната ефикасност на оптичкиот детектор на сигнали е преку одзивот на детекторот Rd.

6. Времето на одговор е важен параметар за карактеризирање на брзината на одговор на детекторот за оптички сигнал на промената на интензитетот на измерениот светлосен сигнал. Кога измерениот светлосен сигнал е модулиран во форма на светлосен импулс, интензитетот на пулсниот електричен сигнал генериран од неговото дејство врз детекторот треба да се „подигне“ до соодветниот „врв“ по одредено време на одговор, а од „врвот“ потоа да се врати на почетната „нулта вредност“ што одговара на дејството на светлосниот импулс. За да се опише одговорот на детекторот на промената на интензитетот на измерениот светлосен сигнал, времето кога интензитетот на електричниот сигнал генериран од инцидентниот светлосен импулс се зголемува од неговата највисока вредност од 10% на 90% се нарекува „време на покачување“, а времето кога брановата форма на електричниот импулс на сигналот паѓа од неговата највисока вредност од 90% на 10% се нарекува „време на опаѓање“ или „време на распаѓање“.

7. Линеарноста на одговорот е уште еден важен карактеристичен параметар што ја карактеризира функционалната врска помеѓу одговорот на детекторот за оптички сигнал и интензитетот на инцидентниот измерен светлосен сигнал. Таа бара излез наоптички детектор на сигналида биде пропорционален во одреден опсег на интензитетот на измерениот оптички сигнал. Обично се дефинира дека процентното отстапување од линеарноста влез-излез во наведениот опсег на интензитетот на влезниот оптички сигнал е линеарноста на одговорот на детекторот на оптички сигнал.