Osnovni karakteristični parametri fotodetektora optičkih signala

Osnovni karakteristični parametri optičkog signalafotodetektori:

Prije ispitivanja različitih oblika fotodetektora, karakteristični parametri radnih performansifotodetektori optičkih signalasu sažeti. Ove karakteristike uključuju odziv, spektralni odziv, snagu ekvivalentne buke (NEP), specifičnu detektivnost i specifičnu detektivnost. D*), kvantna efikasnost i vreme odziva.

1. Responsivity Rd se koristi 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 efikasnost pretvaranja energije elektromagnetnog zračenja u struju ili napon. Stoga može varirati u zavisnosti od talasne dužine upadnog svjetlosnog signala. Osim toga, karakteristike odziva snage su također funkcija primijenjenog prednapona i temperature okoline.

2. Spektralna karakteristika odziva je parametar koji karakteriše odnos između karakteristike snage odziva detektora optičkog signala i funkcije talasne dužine upadnog optičkog signala. Karakteristike spektralnog odgovora fotodetektora optičkog signala na različitim talasnim dužinama obično se kvantitativno opisuju „krivom spektralnog odgovora“. Treba napomenuti da su samo najviše karakteristike spektralnog odziva na krivulji kalibrirane apsolutnom vrijednošću, a ostale karakteristike spektralnog odziva na različitim talasnim dužinama izražene su normaliziranim relativnim vrijednostima na osnovu najveće vrijednosti karakteristika spektralnog odziva.

3. Ekvivalentna snaga buke je snaga upadnog svjetlosnog signala potrebna kada je napon izlaznog signala koji generiše optički detektor signala jednak inherentnom nivou 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 fotona koja se može izmjeriti optičkim detektorom signala. Njegova vrijednost može varirati u zavisnosti od uslova rada detektora talasne dužine izmjerenog svjetlosnog signala (kao što je temperatura okoline, primijenjena bias, itd.). Što je širina opsega detektora veća, veća je površina detektora optičkog signala, manja je snaga ekvivalenta buke NEP i veća je specifična osetljivost detekcije. Veća specifična osjetljivost detektora znači da je pogodan za detekciju mnogo slabijih optičkih signala.

5. Kvantna efikasnost Q je još jedan važan karakterističan parametar optičkog detektora signala. Definira se kao omjer broja kvantificiranih “odgovora” koje proizvodi fotomon u detektoru i broja fotona koji upadaju na površinu fotoosjetljivog materijala. Na primjer, za detektore svjetlosnog signala koji rade na emisiji fotona, kvantna efikasnost je omjer broja fotoelektrona emitovanih sa površine fotoosjetljivog materijala prema broju fotona izmjerenog signala projektovanih na površinu. U detektoru optičkog signala koji koristi poluvodički materijal pn spoja kao fotoosjetljivi materijal, kvantna efikasnost detektora se izračunava dijeljenjem broja parova elektronskih rupa generiranih izmjerenim svjetlosnim signalom s brojem fotona upadnog signala. Još jedan uobičajeni prikaz kvantne efikasnosti detektora optičkog signala je pomoću odzivnosti detektora Rd.

6. Vrijeme odziva je važan 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 da se "podigne" do odgovarajućeg "pika" nakon određenog vremena odziva, a od " vrhunac” i zatim se vrati na početnu “nultu vrijednost” koja odgovara djelovanju svjetlosnog impulsa. Da bi se opisao odgovor detektora na promjenu intenziteta izmjerenog svjetlosnog signala, vrijeme kada intenzitet električnog signala generiranog upadnim svjetlosnim impulsom poraste sa svoje najveće vrijednosti od 10% na 90% naziva se „porast vrijeme”, a vrijeme kada talasni oblik električnog signala padne sa svoje najveće vrijednosti od 90% na 10% naziva se “vrijeme pada” ili “vrijeme opadanja”.

7. Linearnost odziva je još jedan važan karakteristični parametar koji karakteriše funkcionalni odnos između odziva detektora optičkog signala i intenziteta upadnog izmjerenog svjetlosnog signala. Zahtijeva izlazoptički detektor signalabiti proporcionalan unutar određenog opsega intenziteta izmjerenog optičkog signala. Obično se definiše da je procentualno odstupanje od ulazno-izlazne linearnosti unutar specificiranog opsega intenziteta ulaznog optičkog signala linearnost odziva detektora optičkog signala.