Paramètres caractéristiques de base des photodétecteurs du signal optique

Paramètres caractéristiques de base du signal optiquephotodétecteurs:

Avant d'examiner diverses formes de photodétecteurs, les paramètres caractéristiques de la performance opérationnelle dePhotodétecteurs de signal optiquesont résumés. Ces caractéristiques comprennent la réactivité, la réponse spectrale, la puissance équivalente au bruit (NEP), la détectivité spécifique et la détectivité spécifique. D *), l'efficacité quantique et le temps de réponse.

1. RECTIVITÉ RD est utilisé pour caractériser la sensibilité à la réponse du dispositif à l'énergie optique du rayonnement. Il est représenté par le rapport du signal de sortie au signal incident. Cette caractéristique ne reflète pas les caractéristiques du bruit de l'appareil, mais seulement l'efficacité de la conversion de l'énergie du rayonnement électromagnétique en courant ou tension. Par conséquent, il peut varier avec la longueur d'onde du signal lumineux incident. De plus, les caractéristiques de la réponse à la puissance sont également fonction du biais appliqué et de la température ambiante.

2. La caractéristique de réponse spectrale est un paramètre qui caractérise la relation entre la caractéristique de réponse de puissance du détecteur de signal optique et la fonction de longueur d'onde du signal optique incident. Les caractéristiques de réponse spectrale des photodétecteurs de signal optique à différentes longueurs d'onde sont généralement décrites quantitativement par «courbe de réponse spectrale». Il convient de noter que seules les caractéristiques de réponse spectrale les plus élevées dans la courbe sont calibrées par valeur absolue, et les autres caractéristiques de réponse spectrale à différentes longueurs d'onde sont exprimées par des valeurs relatives normalisées basées sur la valeur la plus élevée des caractéristiques de réponse spectrale.

3. La puissance équivalente de bruit est la puissance du signal lumineux incident requise lorsque la tension de signal de sortie générée par le détecteur de signal optique est égale au niveau de tension de bruit inhérent du dispositif lui-même. C'est le principal facteur qui détermine l'intensité minimale du signal optique qui peut être mesurée par le détecteur de signal optique, c'est-à-dire la sensibilité de détection.

4. La sensibilité à la détection spécifique est un paramètre caractéristique qui caractérise les caractéristiques inhérentes du matériau photosensible du détecteur. Il représente la densité de courant de photons incident la plus faible qui peut être mesurée par un détecteur de signal optique. Sa valeur peut varier en fonction des conditions de fonctionnement du détecteur de longueur d'onde du signal d'éclairage mesuré (tel que la température ambiante, le biais appliqué, etc.). Plus la bande passante du détecteur est grande, plus la zone de détection de signal optique est grande, plus la puissance de puissance équivalente de bruit est grande et plus la sensibilité de détection spécifique est élevée. La sensibilité de détection spécifique plus élevée du détecteur signifie qu'elle convient à la détection de signaux optiques beaucoup plus faibles.

5. Efficacité quantique Q est un autre paramètre caractéristique important du détecteur de signal optique. Il est défini comme le rapport du nombre de «réponses» quantifiables produites par le photomon dans le détecteur au nombre de photons incidents à la surface du matériau photosensible. Par exemple, pour les détecteurs de signaux légers fonctionnant sur l'émission de photons, l'efficacité quantique est le rapport du nombre de photoélectrons émis de la surface du matériau photosensible au nombre de photons du signal mesuré projetés sur la surface. Dans un détecteur de signal optique utilisant un matériau semi-conducteur de jonction PN comme matériau photosensible, l'efficacité quantique du détecteur est calculée en divisant le nombre de paires de trou d'électrons générées par le signal lumineux mesuré par le nombre de photons de signal incident. Une autre représentation commune de l'efficacité quantique d'un détecteur de signal optique est au moyen du RD de réactivité du détecteur.

6. Le temps de réponse est un paramètre important pour caractériser la vitesse de réponse du détecteur de signal optique au changement d'intensité du signal lumineux mesuré. Lorsque le signal lumineux mesuré est modulé sous la forme d'une impulsion lumineuse, l'intensité du signal électrique d'impulsion généré par son action sur le détecteur doit «s'élever» au «pic» correspondant après un certain temps de réponse, puis à partir du «pic», puis retomber à la «valeur zéro» initiale correspondant à l'action de l'impulsion lumineuse. Afin de décrire la réponse du détecteur au changement d'intensité du signal lumineux mesuré, le temps où l'intensité du signal électrique généré par l'impulsion de lumière incidente s'élève de sa valeur la plus élevée de 10% à 90% est appelée «temps de montée», et le temps où la forme d'onde de la pouls du signal électrique tombe de sa valeur la plus élevée de 90% à 10% est appelée le «temps d'automne électrique» ou le «temps de décroissance».

7. La linéarité de la réponse est un autre paramètre caractéristique important qui caractérise la relation fonctionnelle entre la réponse du détecteur de signal optique et l'intensité du signal lumineux mesuré de l'incident. Il nécessite la sortie dudétecteur de signal optiqueêtre proportionnel dans une certaine plage d'intensité du signal optique mesuré. Il est généralement défini que le pourcentage d'écart par rapport à la linéarité d'entrée-sortie dans la plage spécifiée de l'intensité du signal optique d'entrée est la linéarité de réponse du détecteur de signal optique.