Grundlæggende karakteristiske parametre for optisk signalfotodetektorer:
Før man undersøger forskellige former for fotodetektorer, er de karakteristiske parametre for driftsydelsen afoptiske signal fotodetektorerer opsummeret. Disse karakteristika omfatter responsivitet, spektral respons, støjækvivalent effekt (NEP), specifik detektivitet og specifik detektivitet. D*), kvanteeffektivitet og responstid.
1. responsivitet Rd bruges til at karakterisere enhedens responsfølsomhed over for optisk strålingsenergi. Det er repræsenteret af forholdet mellem udgangssignal og indfaldende signal. Denne karakteristik afspejler ikke enhedens støjegenskaber, men kun effektiviteten af at konvertere elektromagnetisk strålingsenergi til strøm eller spænding. Derfor kan det variere med bølgelængden af det indfaldende lyssignal. Derudover er effektresponsegenskaberne også en funktion af den påførte bias og den omgivende temperatur.
2. Den spektrale responskarakteristik er en parameter, der karakteriserer forholdet mellem effektresponskarakteristikken for den optiske signaldetektor og bølgelængdefunktionen af det indfaldende optiske signal. De spektrale responskarakteristika for optiske signalfotodetektorer ved forskellige bølgelængder beskrives sædvanligvis kvantitativt ved "spektral responskurve". Det skal bemærkes, at kun de højeste spektrale responskarakteristika i kurven er kalibreret ved absolut værdi, og de andre spektrale responskarakteristika ved forskellige bølgelængder er udtrykt ved normaliserede relative værdier baseret på den højeste værdi af spektrale responskarakteristika.
3. Den støjækvivalente effekt er den indfaldende lyssignaleffekt, der kræves, når udgangssignalspændingen genereret af den optiske signaldetektor er lig med det iboende støjspændingsniveau for selve enheden. Det er hovedfaktoren, der bestemmer den minimale optiske signalintensitet, der kan måles af den optiske signaldetektor, det vil sige detektionsfølsomheden.
4. Specifik detektionsfølsomhed er en karakteristisk parameter, der karakteriserer de iboende egenskaber af detektorens fotofølsomme materiale. Det repræsenterer den laveste indfaldende fotonstrømtæthed, der kan måles af en optisk signaldetektor. Dens værdi kan variere i henhold til driftsbetingelserne for bølgelængdedetektoren for det målte lyssignal (såsom omgivelsestemperatur, anvendt bias osv.). Jo større detektorbåndbredden er, jo større er det optiske signaldetektorområde, jo mindre er den støjækvivalente effekt NEP, og jo højere er den specifikke detektionsfølsomhed. Detektorens højere specifikke detektionsfølsomhed betyder, at den er velegnet til detektering af meget svagere optiske signaler.
5. Kvanteeffektivitet Q er en anden vigtig karakteristisk parameter for optisk signaldetektor. Det er defineret som forholdet mellem antallet af kvantificerbare "svar" produceret af fotomonen i detektoren og antallet af fotoner, der falder ind på overfladen af det lysfølsomme materiale. For lyssignaldetektorer, der for eksempel arbejder på fotonemission, er kvanteeffektivitet forholdet mellem antallet af fotoelektroner, der udsendes fra overfladen af det fotofølsomme materiale, og antallet af fotoner af det målte signal, der projiceres på overfladen. I en optisk signaldetektor, der anvender pn-junction-halvledermateriale som fotofølsomt materiale, beregnes kvanteeffektiviteten af detektoren ved at dividere antallet af elektronhulpar genereret af det målte lyssignal med antallet af indfaldende signalfotoner. En anden almindelig repræsentation af kvanteeffektiviteten af en optisk signaldetektor er ved hjælp af detektorens reaktionsevne Rd.
6. Responstid er en vigtig parameter til at karakterisere responshastigheden af den optiske signaldetektor på intensitetsændringen af det målte lyssignal. Når det målte lyssignal moduleres i form af en lysimpuls, skal intensiteten af det elektriske impulssignal, der genereres af dets påvirkning på detektoren, "stige" til den tilsvarende "peak" efter en vis responstid, og fra " peak" og derefter falde tilbage til den oprindelige "nulværdi", svarende til lysimpulsens virkning. For at beskrive detektorens reaktion på intensitetsændringen af det målte lyssignal kaldes det tidspunkt, hvor intensiteten af det elektriske signal genereret af den indfaldende lysimpuls stiger fra dens højeste værdi på 10 % til 90 % "stigningen" tid", og det tidspunkt, hvor den elektriske signalpulsbølgeform falder fra dens højeste værdi på 90% til 10%, kaldes "faldtid" eller "henfaldstid".
7. Responslinearitet er en anden vigtig karakteristisk parameter, der karakteriserer det funktionelle forhold mellem den optiske signaldetektors respons og intensiteten af det indfaldende målte lyssignal. Det kræver output fraoptisk signaldetektorat være proportional inden for et vist område af intensiteten af det målte optiske signal. Det er sædvanligvis defineret, at den procentvise afvigelse fra input-output lineariteten inden for det specificerede område af den optiske inputsignalintensitet er responslineariteten af den optiske signaldetektor.
Indlægstid: Aug-12-2024