Grundlæggende karakteristiske parametre for optisk signalfotodetektorer:
Før man undersøger forskellige former for fotodetektorer, skal man undersøge de karakteristiske parametre for driftsydelsen afoptiske signalfotodetektorerer opsummeret. Disse karakteristika omfatter responsivitet, spektralrespons, støjækvivalent effekt (NEP), specifik detektivitet og specifik detektivitet. D*), kvanteeffektivitet og responstid.
1. Reaktionsevnen Rd bruges til at karakterisere enhedens responsfølsomhed over for optisk strålingsenergi. Den er repræsenteret af forholdet mellem udgangssignal og indfaldende signal. Denne egenskab afspejler ikke enhedens støjegenskaber, men kun effektiviteten af at omdanne elektromagnetisk strålingsenergi til strøm eller spænding. Derfor kan den variere med bølgelængden af det indfaldende lyssignal. Derudover er effektresponsegenskaberne også en funktion af den påførte bias og omgivelsestemperaturen.
2. Den spektrale responskarakteristik er en parameter, der karakteriserer forholdet mellem effektresponskarakteristikken for den optiske signaldetektor og bølgelængdefunktionen for det indfaldende optiske signal. De spektrale responskarakteristika for optiske signalfotodetektorer ved forskellige bølgelængder beskrives normalt kvantitativt ved "spektralresponskurve". Det skal bemærkes, at kun de højeste spektrale responskarakteristika i kurven kalibreres ved absolut værdi, og de andre spektrale responskarakteristika ved forskellige bølgelængder udtrykkes 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 selve enhedens iboende støjspændingsniveau. Det er den primære faktor, der bestemmer den minimale optiske signalintensitet, der kan måles af den optiske signaldetektor, dvs. detektionsfølsomheden.
4. Specifik detektionsfølsomhed er en karakteristisk parameter, der karakteriserer de iboende egenskaber ved detektorens lysfølsomme materiale. Den repræsenterer den laveste indfaldende fotonstrømtæthed, der kan måles af en optisk signaldetektor. Dens værdi kan variere afhængigt af driftsforholdene for bølgelængdedetektoren for det målte lyssignal (såsom omgivelsestemperatur, påført bias osv.). Jo større detektorbåndbredde, desto større er det optiske signaldetektorareal, desto mindre er den støjækvivalente effekt NEP, og desto højere er den specifikke detektionsfølsomhed. Jo højere den specifikke detektionsfølsomhed detektoren har, betyder, at den er egnet til detektion af meget svagere optiske signaler.
5. Kvanteeffektiviteten Q er en anden vigtig karakteristisk parameter for en optisk signaldetektor. Den defineres som forholdet mellem antallet af kvantificerbare "responser" produceret af fotomonen i detektoren og antallet af fotoner, der rammer overfladen af det lysfølsomme materiale. For eksempel, for lyssignaldetektorer, der opererer på fotonemission, er kvanteeffektiviteten forholdet mellem antallet af fotoelektroner, der udsendes fra overfladen af det lysfølsomme materiale, og antallet af fotoner i det målte signal, der projiceres på overfladen. I en optisk signaldetektor, der bruger pn-forbindelseshalvledermateriale som lysfølsomt materiale, beregnes detektorens kvanteeffektivitet ved at dividere antallet af elektronhulpar, der genereres af det målte lyssignal, med antallet af indfaldende signalfotoner. En anden almindelig repræsentation af kvanteeffektiviteten af en optisk signaldetektor er ved hjælp af detektorens responsivitet Rd.
6. Reaktionstid er en vigtig parameter til at karakterisere den optiske signaldetektors responshastighed på intensitetsændringen af det målte lyssignal. Når det målte lyssignal moduleres til form af en lyspuls, skal intensiteten af det elektriske pulssignal, der genereres af dets påvirkning på detektoren, "stige" til den tilsvarende "peak" efter en bestemt responstid, og fra "peak" og derefter falde tilbage til den oprindelige "nulværdi", der svarer til lyspulsens påvirkning. For at beskrive detektorens respons på intensitetsændringen af det målte lyssignal kaldes det tidspunkt, hvor intensiteten af det elektriske signal, der genereres af den indfaldende lyspuls, stiger fra sin højeste værdi på 10% til 90%, "stigetiden", og det tidspunkt, hvor den elektriske signalpulsbølgeform falder fra sin højeste værdi på 90% til 10%, kaldes "faldtiden" eller "henfaldstiden".
7. Responslinearitet er en anden vigtig karakteristisk parameter, der karakteriserer det funktionelle forhold mellem responsen fra den optiske signaldetektor og intensiteten af det indfaldende målte lyssignal. Det kræver outputtet fraoptisk signaldetektorat være proportional inden for et bestemt område af intensiteten af det målte optiske signal. Det defineres normalt, at den procentvise afvigelse fra input-output lineariteten inden for det specificerede område af den optiske inputsignalintensitet er responslineariteten af den optiske signaldetektor.
Opslagstidspunkt: 12. august 2024