Optisen signaalin perusominaisparametritvaloilmaisimet:
Ennen kuin tutkit valoilmaisimien eri muotoja, niiden toimintasuorituskyvyn ominaisparametritoptisten signaalien valoilmaisimeton tiivistetty. Näitä ominaisuuksia ovat herkkyys, spektrivaste, kohinaekvivalenttiteho (NEP), spesifinen havaitsevuus ja spesifinen havaitsevuus. D*), kvanttitehokkuus ja vasteaika.
1. Responsiivisuus Rd kuvaa laitteen vasteherkkyyttä optiselle säteilyenergialle. Sitä edustaa lähtösignaalin suhde tulevaan signaaliin. Tämä ominaisuus ei heijasta laitteen kohinaominaisuuksia, vaan ainoastaan sähkömagneettisen säteilyn energian muuntamisen tehokkuutta virraksi tai jännitteeksi. Siksi se voi vaihdella tulevan valosignaalin aallonpituuden mukaan. Lisäksi tehovasteen ominaisuudet ovat myös käytetyn biasin ja ympäristön lämpötilan funktio.
2. Spektrivasteominaisuus on parametri, joka kuvaa optisen signaalin ilmaisimen tehovasteominaisuuden ja tulevan optisen signaalin aallonpituusfunktion välistä suhdetta. Optisten signaalien valoilmaisimien spektrivasteominaisuudet eri aallonpituuksilla kuvataan yleensä kvantitatiivisesti "spektrivastekäyrällä". On huomattava, että vain käyrän korkeimmat spektrivasteen ominaisuudet kalibroidaan absoluuttisella arvolla, ja muut spektrivasteen ominaisuudet eri aallonpituuksilla ilmaistaan normalisoiduilla suhteellisilla arvoilla, jotka perustuvat spektrivasteominaisuuksien korkeimpaan arvoon.
3. Kohinaekvivalenttiteho on tuleva valosignaalin teho, joka tarvitaan, kun optisen signaalin ilmaisimen tuottama lähtösignaalijännite on sama kuin itse laitteen luontainen kohinajännitetaso. Se on tärkein tekijä, joka määrittää optisen signaalin vähimmäisintensiteetin, joka voidaan mitata optisella signaalintunnistimella, eli ilmaisuherkkyyden.
4. Ominaistunnistusherkkyys on tunnusomainen parametri, joka luonnehtii anturin valoherkän materiaalin luontaisia ominaisuuksia. Se edustaa pienintä tulevan fotonivirran tiheyttä, joka voidaan mitata optisella signaalinilmaisimella. Sen arvo voi vaihdella mitatun valosignaalin aallonpituusilmaisimen toimintaolosuhteiden mukaan (kuten ympäristön lämpötila, käytetty bias jne.). Mitä suurempi ilmaisimen kaistanleveys on, sitä suurempi optisen signaalin ilmaisimen pinta-ala, sitä pienempi on kohinaekvivalenttiteho NEP ja sitä suurempi on ominaistunnistusherkkyys. Ilmaisimen korkeampi tunnistusherkkyys tarkoittaa, että se soveltuu paljon heikompien optisten signaalien havaitsemiseen.
5. Kvanttitehokkuus Q on toinen tärkeä optisen signaalin ilmaisimen ominaisparametri. Se määritellään ilmaisimessa olevan fotomonin tuottamien kvantifioitavissa olevien "vasteiden" lukumäärän suhteeksi valoherkän materiaalin pinnalle sattuvien fotonien lukumäärään. Esimerkiksi valosignaalin ilmaisimissa, jotka toimivat fotoniemissiolla, kvanttihyötysuhde on valoherkän materiaalin pinnalta emittoivien fotoelektronien lukumäärän suhde pinnalle projisoidun mitatun signaalin fotonien lukumäärään. Optisessa signaalintunnistimessa, joka käyttää pn-liitoksen puolijohdemateriaalia valoherkänä materiaalina, ilmaisimen kvanttitehokkuus lasketaan jakamalla mitatun valosignaalin synnyttämien elektronireikäparien lukumäärä tulevan signaalin fotonien lukumäärällä. Toinen yleinen esitys optisen signaalin ilmaisimen kvanttitehokkuudesta on ilmaisimen herkkyys Rd.
6. Vasteaika on tärkeä parametri, joka kuvaa optisen signaalin ilmaisimen vastenopeutta mitatun valosignaalin intensiteetin muutokseen. Kun mitattu valosignaali moduloidaan valopulssin muotoon, sen vaikutuksesta ilmaisimeen synnyttämän pulssin sähköisen signaalin intensiteetin on "noustava" vastaavaan "huippuun" tietyn vasteajan jälkeen ja huippu" ja palaa sitten takaisin alkuperäiseen "nolla-arvoon", joka vastaa valopulssin toimintaa. Ilmaisimen vasteen kuvaamiseksi mitatun valosignaalin intensiteetin muutokseen, aikaa, jolloin tulevan valopulssin synnyttämän sähköisen signaalin intensiteetti nousee korkeimmasta arvostaan 10 %:sta 90 %:iin, kutsutaan nousuksi. aika”, ja aikaa, jolloin sähköisen signaalin pulssiaaltomuoto putoaa korkeimmasta arvostaan 90 %:sta 10 %:iin, kutsutaan "putoamisajaksi" tai "vaimenemisajaksi".
7. Vasteen lineaarisuus on toinen tärkeä ominaisparametri, joka kuvaa optisen signaalin ilmaisimen vasteen ja tulevan mitatun valosignaalin voimakkuuden välistä toiminnallista suhdetta. Se vaatii tulosteenoptisen signaalin ilmaisinolla verrannollinen tietyllä alueella mitatun optisen signaalin intensiteettiin. Yleensä määritellään, että prosentuaalinen poikkeama tulo-lähtö-lineaarisuudesta optisen tulosignaalin intensiteetin määrätyllä alueella on optisen signaalin ilmaisimen vastelineaarisuus.
Postitusaika: 12.8.2024