Optiliste signaalide fotodetektorite põhilised iseloomulikud parameetrid

Optilise signaali põhilised iseloomulikud parameetridfotodetektorid:

Enne erinevate fotodetektorite vormide uurimist tuleks käsitleda nende tööparameetrite iseloomulikke parameetreidoptilise signaali fotodetektoridon kokku võetud. Nende omaduste hulka kuuluvad reageerimisvõime, spektraalne vastus, müra ekvivalentne võimsus (NEP), eridetektiivsus ja eridetektiivsus (D*), kvantefektiivsus ja reageerimisaeg.

1. Reageerimisvõimet Rd kasutatakse seadme reageerimistundlikkuse iseloomustamiseks optilise kiirguse energia suhtes. Seda esindab väljundsignaali ja langeva signaali suhe. See omadus ei kajasta seadme müraomadusi, vaid ainult elektromagnetilise kiirguse energia vooluks või pingeks muundamise efektiivsust. Seega võib see langeva valgussignaali lainepikkusest olenevalt varieeruda. Lisaks sõltuvad võimsuskarakteristikud ka rakendatud eelpingest ja ümbritseva õhu temperatuurist.

2. Spektraalse reaktsiooni karakteristik on parameeter, mis iseloomustab optilise signaali detektori võimsuskarakteristiku ja langeva optilise signaali lainepikkuse funktsiooni vahelist seost. Optiliste signaalide fotodetektorite spektraalse reaktsiooni karakteristikuid erinevatel lainepikkustel kirjeldatakse tavaliselt kvantitatiivselt "spektraalse reaktsiooni kõvera" abil. Tuleb märkida, et ainult kõvera kõrgeimad spektraalse reaktsiooni karakteristikud kalibreeritakse absoluutväärtusega ja teised spektraalse reaktsiooni karakteristikud erinevatel lainepikkustel väljendatakse normaliseeritud suhteliste väärtustena, mis põhinevad spektraalse reaktsiooni karakteristikute kõrgeimal väärtusel.

3. Müra ekvivalentvõimsus on langeva valguse signaali võimsus, mis on vajalik optilise signaali detektori genereeritud väljundsignaali pinge ja seadme enda müra pingetaseme vahel. See on peamine tegur, mis määrab optilise signaali detektori minimaalse mõõdetava optilise signaali intensiivsuse ehk tuvastustundlikkuse.

4. Eritundlikkus on iseloomulik parameeter, mis iseloomustab detektori valgustundliku materjali loomulikke omadusi. See esindab madalaimat langeva footoni voolutihedust, mida optilise signaali detektor saab mõõta. Selle väärtus võib varieeruda sõltuvalt mõõdetud valgussignaali lainepikkuse detektori töötingimustest (nt ümbritseva õhu temperatuur, rakendatud eelpinge jne). Mida suurem on detektori ribalaius, seda suurem on optilise signaali detektori pindala, seda väiksem on müra ekvivalentne võimsus NEP ja seda suurem on eritundlikkus. Detektori kõrgem eritundlikkus tähendab, et see sobib palju nõrgemate optiliste signaalide tuvastamiseks.

5. Kvantefektiivsus Q on optilise signaali detektori teine ​​oluline karakteristik. See on defineeritud kui detektoris oleva footoni tekitatud kvantifitseeritavate "vastuste" arvu ja valgustundliku materjali pinnale langevate footonite arvu suhe. Näiteks footonemissioonil töötavate valgussignaali detektorite puhul on kvantefektiivsus valgustundliku materjali pinnalt kiiratud fotoelektronide arvu ja pinnale projitseeritud mõõdetud signaali footonite arvu suhe. Optilise signaali detektoris, mis kasutab valgustundliku materjalina pn-siirdega pooljuhtmaterjali, arvutatakse detektori kvantefektiivsus mõõdetud valgussignaali tekitatud elektronauku paaride arvu jagamisel langevate signaali footonite arvuga. Teine levinud optilise signaali detektori kvantefektiivsuse esitus on detektori reageerimisvõime Rd abil.

6. Reaktsiooniaeg on oluline parameeter, mis iseloomustab optilise signaali detektori reageerimiskiirust mõõdetud valgussignaali intensiivsuse muutusele. Kui mõõdetud valgussignaal moduleeritakse valgusimpulsiks, peab selle toimel detektorile genereeritud elektrilise impulsi intensiivsus teatud reageerimisaja möödudes „tõusma“ vastava „tipuni“ ja seejärel langema „tipust“ tagasi algsele „nullväärtusele“, mis vastab valgusimpulsi toimele. Detektori reaktsiooni kirjeldamiseks mõõdetud valgussignaali intensiivsuse muutusele nimetatakse aega, mil langeva valgusimpulsi genereeritud elektrilise signaali intensiivsus tõuseb oma maksimaalsest väärtusest 10% 90%-ni, „tõusuajaks“ ja aega, mil elektrilise signaali impulsi lainekuju langeb oma maksimaalsest väärtusest 90% 10%-ni, nimetatakse „langusajaks“ või „sumbumisajaks“.

7. Reaktsiooni lineaarsus on veel üks oluline parameeter, mis iseloomustab optilise signaali detektori reaktsiooni ja langeva mõõdetud valgussignaali intensiivsuse vahelist funktsionaalset seost. See eeldab väljunditoptilise signaali detektorolema proportsionaalne mõõdetud optilise signaali intensiivsuse teatud vahemikus. Tavaliselt defineeritakse, et sisend-väljundi lineaarsusest kõrvalekalle protsentuaalne erinevus sisend-optilise signaali intensiivsuse kindlaksmääratud vahemikus on optilise signaali detektori reageerimislineaarsus.