Basiese kenmerkende parameters van optiese seinfotodetektors

Basiese kenmerkende parameters van optiese seinfotodetektors:

Voordat verskillende vorme van fotodetektors ondersoek word, moet die kenmerkende parameters van die bedryfsprestasie vanoptiese sein fotodetektorsword opgesom. Hierdie eienskappe sluit in responsiwiteit, spektrale respons, geraasekwivalente krag (NEP), spesifieke detektiviteit en spesifieke detektiviteit. D*), kwantumdoeltreffendheid en reaksietyd.

1. Responsiwiteit Rd word gebruik om die reaksiegevoeligheid van die toestel op optiese stralingsenergie te karakteriseer. Dit word voorgestel deur die verhouding van die uitsetsein tot die invalsein. Hierdie eienskap weerspieël nie die geraaskeienskappe van die toestel nie, maar slegs die doeltreffendheid van die omskakeling van elektromagnetiese stralingsenergie in stroom of spanning. Daarom kan dit wissel met die golflengte van die invalligsein. Daarbenewens is die kragreaksie-eienskappe ook 'n funksie van die toegepaste voorspanning en die omgewingstemperatuur.

2. Die spektrale responseienskap is 'n parameter wat die verhouding tussen die kragresponseienskap van die optiese seindetektor en die golflengtefunksie van die invallende optiese sein karakteriseer. Die spektrale responseienskappe van optiese seinfotodetektors by verskillende golflengtes word gewoonlik kwantitatief beskryf deur die "spektrale responskurwe". Daar moet kennis geneem word dat slegs die hoogste spektrale responseienskappe in die kurwe deur absolute waarde gekalibreer word, en die ander spektrale responseienskappe by verskillende golflengtes word uitgedruk deur genormaliseerde relatiewe waardes gebaseer op die hoogste waarde van die spektrale responseienskappe.

3. Die geraasekwivalente krag is die invalligseinkrag wat benodig word wanneer die uitsetseinspanning wat deur die optiese seindetektor gegenereer word, gelyk is aan die inherente geraaspanningsvlak van die toestel self. Dit is die hooffaktor wat die minimum optiese seinintensiteit bepaal wat deur die optiese seindetektor gemeet kan word, dit wil sê die deteksiesensitiwiteit.

4. Spesifieke deteksiesensitiwiteit is 'n kenmerkende parameter wat die inherente eienskappe van die fotosensitiewe materiaal van die detektor kenmerk. Dit verteenwoordig die laagste invalfotonstroomdigtheid wat deur 'n optiese seindetektor gemeet kan word. Die waarde daarvan kan wissel na gelang van die bedryfstoestande van die golflengtedetektor van die gemete ligsein (soos omgewingstemperatuur, toegepaste voorspanning, ens.). Hoe groter die detektorbandwydte, hoe groter die optiese seindetektorarea, hoe kleiner die geraasekwivalente krag NEP, en hoe hoër die spesifieke deteksiesensitiwiteit. Hoe hoër die spesifieke deteksiesensitiwiteit van die detektor beteken dat dit geskik is vir die deteksie van baie swakker optiese seine.

5. Kwantumdoeltreffendheid Q is nog 'n belangrike kenmerkende parameter van 'n optiese seindetektor. Dit word gedefinieer as die verhouding van die aantal kwantifiseerbare "response" wat deur die fotomon in die detektor geproduseer word tot die aantal fotone wat op die oppervlak van die fotosensitiewe materiaal inval. Byvoorbeeld, vir ligseindetektors wat op fotonemissie werk, is kwantumdoeltreffendheid die verhouding van die aantal foto-elektrone wat vanaf die oppervlak van die fotosensitiewe materiaal uitgestraal word tot die aantal fotone van die gemete sein wat op die oppervlak geprojekteer word. In 'n optiese seindetektor wat pn-voegvlak-halfgeleiermateriaal as fotosensitiewe materiaal gebruik, word die kwantumdoeltreffendheid van die detektor bereken deur die aantal elektrongatpare wat deur die gemete ligsein gegenereer word, te deel deur die aantal invallende seinfotone. Nog 'n algemene voorstelling van die kwantumdoeltreffendheid van 'n optiese seindetektor is deur middel van die detektor se responsiwiteit Rd.

6. Reaksietyd is 'n belangrike parameter om die reaksiespoed van die optiese seindetektor op die intensiteitsverandering van die gemete ligsein te karakteriseer. Wanneer die gemete ligsein in die vorm van 'n ligpuls gemoduleer word, moet die intensiteit van die puls-elektriese sein wat deur die werking daarvan op die detektor gegenereer word, na 'n sekere reaksietyd "styg" na die ooreenstemmende "piek", en van die "piek" af terugval na die aanvanklike "nulwaarde" wat ooreenstem met die werking van die ligpuls. Om die reaksie van die detektor op die intensiteitsverandering van die gemete ligsein te beskryf, word die tyd wanneer die intensiteit van die elektriese sein wat deur die invallende ligpuls gegenereer word, van sy hoogste waarde van 10% tot 90% styg, die "stygtyd" genoem, en die tyd wanneer die elektriese seinpulsgolfvorm van sy hoogste waarde van 90% tot 10% daal, word die "valtyd" of "vervaltyd" genoem.

7. Responslineariteit is nog 'n belangrike kenmerkende parameter wat die funksionele verhouding tussen die respons van die optiese seindetektor en die intensiteit van die invallende gemete ligsein kenmerk. Dit vereis die uitset van dieoptiese seindetektorom proporsioneel te wees binne 'n sekere reeks van die intensiteit van die gemete optiese sein. Daar word gewoonlik gedefinieer dat die persentasie afwyking van die inset-uitset lineariteit binne die gespesifiseerde reeks van die inset optiese sein intensiteit die respons lineariteit van die optiese sein detektor is.