Osnovni karakteristični parametri fotodetektora optičkih signala

Osnovni karakteristični parametri optičkog signalafotodetektori:

Prije ispitivanja različitih oblika fotodetektora, karakteristični parametri radne izvedbefotodetektori optičkih signalasu sažeti. Ove karakteristike uključuju osjetljivost, spektralni odziv, snagu ekvivalenta buke (NEP), specifičnu detektivnost i specifičnu detektivnost. D*), kvantna učinkovitost i vrijeme odziva.

1. Responsivity Rd koristi se za karakterizaciju osjetljivosti odziva uređaja na energiju optičkog zračenja. Predstavljen je omjerom izlaznog signala i incidentnog signala. Ova karakteristika ne odražava karakteristike buke uređaja, već samo učinkovitost pretvaranja energije elektromagnetskog zračenja u struju ili napon. Stoga može varirati s valnom duljinom signala upadne svjetlosti. Osim toga, karakteristike odziva snage također su funkcija primijenjene pristranosti i temperature okoline.

2. Spektralna karakteristika odziva je parametar koji karakterizira odnos između karakteristike odziva snage detektora optičkog signala i funkcije valne duljine upadnog optičkog signala. Karakteristike spektralnog odziva fotodetektora optičkih signala na različitim valnim duljinama obično se kvantitativno opisuju "krivuljom spektralnog odziva". Treba napomenuti da su samo najveće karakteristike spektralnog odziva u krivulji kalibrirane prema apsolutnoj vrijednosti, a ostale karakteristike spektralnog odziva na različitim valnim duljinama izražene su normaliziranim relativnim vrijednostima temeljenim na najvišoj vrijednosti karakteristika spektralnog odziva.

3. Ekvivalentna snaga buke je snaga signala upadnog svjetla potrebna kada je napon izlaznog signala koji generira optički detektor signala jednak inherentnoj razini napona buke samog uređaja. To je glavni faktor koji određuje minimalni intenzitet optičkog signala koji se može izmjeriti detektorom optičkog signala, odnosno osjetljivost detekcije.

4. Specifična osjetljivost detekcije je karakterističan parametar koji karakterizira inherentne karakteristike fotoosjetljivog materijala detektora. Predstavlja najnižu gustoću struje upadnog fotona koja se može izmjeriti detektorom optičkog signala. Njegova vrijednost može varirati ovisno o uvjetima rada detektora valne duljine izmjerenog svjetlosnog signala (kao što je temperatura okoline, primijenjeni prednapon itd.). Što je širina pojasa detektora veća, to je veće područje detektora optičkog signala, to je manja snaga ekvivalenta šuma NEP i veća je specifična osjetljivost detekcije. Veća specifična osjetljivost detektora znači da je prikladan za detekciju mnogo slabijih optičkih signala.

5. Kvantna učinkovitost Q još je jedan važan karakteristični parametar detektora optičkog signala. Definira se kao omjer broja mjerljivih "odgovora" koje proizvodi fotomon u detektoru i broja fotona koji padaju na površinu fotoosjetljivog materijala. Na primjer, za detektore svjetlosnog signala koji rade na emisiji fotona, kvantna učinkovitost je omjer broja fotoelektrona emitiranih s površine fotoosjetljivog materijala i broja fotona izmjerenog signala projiciranog na površinu. U detektoru optičkog signala koji koristi poluvodički materijal pn spoja kao fotoosjetljivi materijal, kvantna učinkovitost detektora izračunava se dijeljenjem broja parova elektronskih šupljina koje generira izmjereni svjetlosni signal s brojem fotona upadnog signala. Drugi uobičajeni prikaz kvantne učinkovitosti detektora optičkog signala je pomoću odziva detektora Rd.

6. Vrijeme odziva važan je parametar za karakterizaciju brzine odziva detektora optičkog signala na promjenu intenziteta izmjerenog svjetlosnog signala. Kada se izmjereni svjetlosni signal modulira u obliku svjetlosnog impulsa, intenzitet pulsnog električnog signala generiranog njegovim djelovanjem na detektor treba „porasti” do odgovarajućeg „vrha” nakon određenog vremena odziva, a od „ peak” i zatim se vratiti na početnu “nultu vrijednost” koja odgovara djelovanju svjetlosnog pulsa. Kako bi se opisao odgovor detektora na promjenu intenziteta izmjerenog svjetlosnog signala, vrijeme kada intenzitet električnog signala generiranog upadnim svjetlosnim impulsom poraste od svoje najveće vrijednosti od 10% do 90% naziva se "porast vrijeme", a vrijeme kada valni oblik pulsa električnog signala padne sa svoje najviše vrijednosti od 90% na 10% naziva se "vrijeme pada" ili "vrijeme opadanja".

7. Linearnost odziva još je jedan važan karakteristični parametar koji karakterizira funkcionalni odnos između odziva detektora optičkog signala i intenziteta upadnog izmjerenog svjetlosnog signala. Zahtijeva izlaz odoptički detektor signalabiti proporcionalan unutar određenog raspona intenziteta mjerenog optičkog signala. Obično se definira da je postotak odstupanja od ulazno-izlazne linearnosti unutar specificiranog raspona intenziteta ulaznog optičkog signala linearnost odgovora detektora optičkog signala.