Basic karakteristieke parameters van optisch signaalfotodetectors:
Voordat ze verschillende vormen van fotodetectoren onderzoeken, zijn de karakteristieke parameters van de werkingsprestaties vanoptische signaal fotodetectorszijn samengevat. Deze kenmerken omvatten responsiviteit, spectrale respons, ruisequivalent vermogen (NEP), specifieke detectiviteit en specifieke detectiviteit. D*), kwantumefficiëntie en responstijd.
1. Responsiviteit RD wordt gebruikt om de responsgevoeligheid van het apparaat op optische stralingsergie te karakteriseren. Het wordt weergegeven door de verhouding van uitgangssignaal tot invallend signaal. Dit kenmerk weerspiegelt niet de ruiskenmerken van het apparaat, maar alleen de efficiëntie van het omzetten van elektromagnetische stralingsenergie in stroom of spanning. Daarom kan het variëren met de golflengte van het invallende lichtsignaal. Bovendien zijn de vermogensresponskenmerken ook een functie van de toegepaste bias en de omgevingstemperatuur.
2. De spectrale responskarakteristiek is een parameter die de relatie karakteriseert tussen de vermogensresponskarakteristiek van de optische signaaldetector en de golflengtefunctie van het invallende optische signaal. De spectrale responskarakteristieken van optische signaalfotodetectoren bij verschillende golflengten worden meestal kwantitatief beschreven door "spectrale responscurve". Opgemerkt moet worden dat alleen de hoogste spectrale responskenmerken in de curve worden gekalibreerd door absolute waarde, en de andere spectrale responskarakteristieken bij verschillende golflengten worden uitgedrukt door genormaliseerde relatieve waarden op basis van de hoogste waarde van spectrale responskenmerken.
3. Het ruisequivalentvermogen is het invallende lichtsignaalvermogen dat vereist is wanneer de uitgangssignaalspanning gegenereerd door de optische signaaldetector gelijk is aan het inherente ruisspanningsniveau van het apparaat zelf. Het is de belangrijkste factor die de minimale optische signaalintensiteit bepaalt die kan worden gemeten door de optische signaaldetector, dat wil zeggen de detectiegevoeligheid.
4. Specifieke detectiegevoeligheid is een karakteristieke parameter die de inherente kenmerken van het lichtgevoelige materiaal van de detector kenmerkt. Het vertegenwoordigt de laagste invallende fotonstroomdichtheid die kan worden gemeten door een optische signaaldetector. De waarde ervan kan variëren afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden van de golflengtedetector van het gemeten lichtsignaal (zoals omgevingstemperatuur, toegepaste bias, enz.). Hoe groter de detectorbandbreedte, hoe groter het optische signaaldetectorgebied, hoe kleiner het ruisequivalent vermogen NEP en hoe hoger de specifieke detectiegevoeligheid. De hogere specifieke detectiegevoeligheid van de detector betekent dat deze geschikt is voor de detectie van veel zwakkere optische signalen.
5. Kwantumefficiëntie Q is een andere belangrijke karakteristieke parameter van optische signaaldetector. Het wordt gedefinieerd als de verhouding van het aantal kwantificeerbare "responsen" geproduceerd door het fotomon in de detector tot het aantal fotonen dat op het oppervlak van het lichtgevoelige materiaal is. Voor lichtsignaaldetectoren die werken op fotonemissie, is de kwantumefficiëntie bijvoorbeeld de verhouding van het aantal foto -elektronen die uit het oppervlak van het lichtgevoelige materiaal worden uitgestoten tot het aantal fotonen van het gemeten signaal dat op het oppervlak wordt geprojecteerd. In een optische signaaldetector met behulp van PN junction halfgeleidermateriaal als lichtgevoelig materiaal, wordt de kwantumefficiëntie van de detector berekend door het aantal elektronengatparen te delen dat wordt gegenereerd door het gemeten lichtsignaal door het aantal invallende signaalfotonen. Een andere veel voorkomende weergave van de kwantumefficiëntie van een optische signaaldetector is door middel van de responsiviteit van de detector.
6. Responstijd is een belangrijke parameter om de responssnelheid van de optische signaaldetector te karakteriseren voor de intensiteitsverandering van het gemeten lichtsignaal. Wanneer het gemeten lichtsignaal wordt gemoduleerd in de vorm van een lichtpuls, moet de intensiteit van het pulselektrische signaal dat wordt gegenereerd door zijn werking op de detector naar de overeenkomstige "piek" na een bepaalde responstijd en van de "piek" en vervolgens terugvallen naar de initiële "nulwaarde" die overeenkomt met de werking van de lichtpuls. Om de respons van de detector op de intensiteitsverandering van het gemeten lichtsignaal te beschrijven, wordt de tijd waarin de intensiteit van het elektrische signaal gegenereerd door de invallende lichtpuls stijgt van de hoogste waarde van 10% tot 90%, wordt de "stijgtijd" genoemd, en de tijd wanneer de elektrische signaalpulsgolfvorm valt van de hoogste waarde van 90% tot 10% wordt de "valtijd" genoemd of "Decay -tijd".
7. Respons lineariteit is een andere belangrijke karakteristieke parameter die de functionele relatie karakteriseert tussen de respons van de optische signaaldetector en de intensiteit van het invallende gemeten lichtsignaal. Het vereist de uitvoer van deoptische signaaldetectorom evenredig te zijn binnen een bepaald bereik van de intensiteit van het gemeten optische signaal. Meestal wordt gedefinieerd dat de procentuele afwijking van de ingang-output lineariteit binnen het gespecificeerde bereik van de optische signaalintensiteit van de ingang de responslineariteit van de optische signaaldetector is.
Posttijd: augustus-12-2024