Характеристики детекторов оптического излучения - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
При определении параметров детекторов оптического излучения - фотоприемников (ФП) отмечают прежде всего характеристики чувствительности и общие характеристики. К числу последних должны быть отнесены:
Геометрические параметры,
Электрические (позволяют описать приемник параметрами эквивалентной схемы),
Оптические свойства приемника-последний элемент оптической системы,
Механические свойства, температурные свойства, временные свойства(старение).
Чувствительность ФП - это отношение изменения электрической величины на выходе ФП, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения в заданных эксплуатационных условиях. Помимо полезного регулярного сигнала на выходе ФП имеется хаотический сигнал со случайной амплитудой и частотой - шум ФП. Шум - это флуктуации напряжения или тока приемника, выражаются среднеквадратичной величиной вида:
Типичный спектр мощности шума полупроводниковых ФП приведен на Рис.4. В области избыточного шума (зона f<f1), обусловленного главным образом контактными явлениями, спектр шума подчиняется закону 1/f при =1. Причем, обычно f1 ~ 1000 Гц. Широкая область f1-f2 область белого шума.
Рис. 4.
Отношение сигнала (S) к шуму (N) определяют как отношение мощности сигнала к мощности шума.
Мощность, эквивалентную шуму WПор.Определяет столь слабый поток излучения F0,, при котором мощность сигнала WS, эквивалентна мощности шума WШ, так что,
Где W( - величина потока излучения, S - чувствительность приемника, f - ширина полосы предусилителя, АD - площадь ФП..
Интегральная чувствительность R(,f, d) характеризует преобразование оптического потока F в напряжение или ток
Обнаружительная способность D
Это величина обратная потоку, эквивалентному шуму (G - коэффициент усиления).
, [Вт-1]
Обнаружительная способность зависит от ряда параметров:
Спектрального состава и частоты модуляции излучения,
Условий питания и ширины полосы системы обнаружения,
Температуры приемника излучения.
Чтобы иметь возможность сравнивать различные приемники между собой удобно использовать обнаружительную способность отнесенную к корню квадратному из площади и полосы пропускания, называемую удельной обнаружительной способностью D
Кроме обозначенных, приемники излучения определяют:
Локальная чувствительность
Спектральная чувствительность S()
Чувствительность в функции частот тракта усиления S(f)
Полоса пропускания приемника
Постоянная времени
Температурная чувствительность
Похожие статьи
-
Зависимость фазы модуляции потока излучения от угловых координат точечного источника можно обеспечить, например, с помощью РА со скрещенными осями,...
-
Простейший вид излучения - монохроматическое, т. е. излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн. 1- (1 при 0. Монохроматическое излучение...
-
Пропускание, отражение - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Показатель ослабления k в области нормальной дисперсии определяет пропускание материала (поглощение в нем излучения). Исходя из законов Френеля можно...
-
Оптические материалы, Показатель преломления - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
В данном разделе дадим краткую информацию о материалах, которые используются разработчиками ОЭС. Оптические материалы необходимы для изготовления...
-
Аэрозольное ослабление оптического излучения - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Как можно было видеть из вышеизложенного, спектральное молекулярное поглощение отличают два характерных обстоятельства: Невыполнимость для функции закона...
-
Детекторы оптического излучения - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Необходимость измерять или обнаруживать оптическое излучение возникла, фактически, со времени открытия ИК излучения - это исследования Гершеля 1800 г.,...
-
Фоны, их общая характеристика - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Основные свойства фонов рассмотрим для классов ОЭС, работающих на естественных оптических трассах в приземном слое воздуха, с авиационных и космических...
-
В последне время происходит бурное развитие флуоресцентных методов анализа и создаются новые приборы, работающие на принципе измерения флуоресценции...
-
Чтобы повысить обнаружительную способность ИК ФП нужно "заглушить" собственное излучение чувствительного элемента и примыкающих к нему элементов...
-
Типы детекторов излучения, Фотонные приемники - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Известны многие физические явления, которые могут использоваться для обнаружения падающего на приемник излучения. Эти явления делятся на два класса: А -...
-
Задача улучшения отношения сигнал/шум, выделения полезной информации на фоне помех не может быть решена без применения методов оптической фильтрации. Т....
-
Оптико-механическое сканирование. - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
В оптико - механических сканирующих устройствах процесс сканирования осуществляется за счет изменения направления оптической оси ОЭс. При этом общее поле...
-
Типы сканирующих устройств - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Обычно различают ОЭП с фотоэлектронным сканированием, сканирование электронным лучом, сканирование световым лучом, оптико-механическое сканирование....
-
Выше отмечалось, что ОФ разделяется на полосовые и отрезающие. Полосовые фильтры характеризуют 0(Max), ТMax, полушириной на уровне 0,5 ТMax, ТMin в...
-
Промышленные образцы приемников - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Сернистый свинец (PbS). Первый массовый приемник. Представляет собой фотосопротивление, изготовленное из монокристалла PbS (1б,...3 мкм) (Сопротивление -...
-
Задачи, решаемые с помощью ОЭС - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
С помощью ОЭС контактными и дистанционными методами получают информации О размерах, Форме, Положении, Энергетическом состоянии тел-объектов наблюдения,...
-
Общее требование к оптическому стеклу (ОС) - химическая и структурная однородность. В новейших производственных процессах изготовления ОС...
-
При выборе оптического материала следует учитывать их механические, теплофизические, электрические и химические свойства. В первом случае - это прежде...
-
Представленные сведения об объектах (фоне) и ослаблении излучения в атмосфере позволяют представить пример их применения в общей оценке контрастов...
-
Определим граничную частоту усиления ФПУ. Коэффициент усиления К цепи, как функцию передачи информации линейной цепи, представить в операторной форме...
-
Наличие атмосферы между наблюдаемым объектом и ОЭС обычно является причиной основных помех. Энергия излучения от объекта ослабляется при прохождении...
-
Аэрозольное рассеяние носит название рассеяния Ми. В УФ и видимой области спектра должно быть учтено также молекулярное рассеяние на флуктуациях...
-
Кроме вышеперечисленных искажений в аналоговой ВОСПИ возможно возникновение искажений сигнала в ФПУ при использовании в качестве фотодиодов лавинных...
-
Траектории сканирования при регулярном поиске - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
В оптико-электронных приборах используются различные траектории сканирования. Вид конкретной траектории определяет прежде всего форму контролируемой...
-
Выбор типа источника излучения и фотоприемника, их параметры Выбор типа источника излучения. Общие требования к источникам излучения ВОСП следующие: л...
-
Трехфазный ПЗС - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
В этом типе ПЗС управляющие напряжения, поступающие от трех генераторов, сдвинуты на треть периода. ПЗС состоит из полупроводника (например, кремния,...
-
Фотоприемники с переносом заряда (ПЗС) - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства
Принцип действия одного из важнейших типов приборов этого класса, приборов с зарядовой связью (ПЗС) основан на использовании структуры металл -...
-
Волоконно-оптические линии связи, используемые для передачи информации, не должны ухудшать характеристики электрических сигналов, то есть должны...
-
Устройство и работа угломестного привода. - Оптическая система наведения
Структурная схема угломестного привода изображена на рис.6. Рис.6 Структурная схема угломестного привода 1.1.4.2.1 При подаче напряжения на блок питания...
-
Устройство и работа ОСН, Устройство и работа азимутального привода - Оптическая система наведения
Устройство и работа азимутального привода Структурная схема азимутального привода изображена на рис.4. 1.1.4.1.1 Исполнительным устройством АП является...
-
Светодиод (СИД) представляет собой полупроводниковый прибор с p - n переходом, протекание электрического тока через который вызывает интенсивное...
-
ВВЕДЕНИЕ, Задачи, решаемые с помощью ОЭС - Оптико-электронные системы и устройства
Оптико-электронными принято называть системы и устройства, в состав которых входят как оптические так и электронные узлы, причем и те и другие служат для...
-
Учитывая все вышеперечисленное, можно сделать вывод, что при коротких линиях аналоговых ВОСПИ для исключения искажений сигнала необходимо использовать...
-
Основы линейного кодирования. Полученный в результате квантования и двоичного кодирования цифровой поток оптимален с точки зрения ошибок квантования, но...
-
Структура построения ВОСПИ в этом случае соответствует варианту: лазерный излучатель одномодовой ВОК. При этой структуре возникновения искажений...
-
Расчет выходного усилителя Расчет К-цепи по постоянному току включает выбор режимов транзисторов и расчет сопротивлений резисторов, обеспечивающих...
-
Выбор и обоснование принципиальной схемы предварительного усилителя ФПУ В соответствии со структурной схемой приведенной ранее, ФПУ конструктивно делится...
-
Принципы построения ВОСПИ Оптические волокна производятся разными способами, они обеспечивают передачу оптического излучения на разных длинах волн, имеют...
-
Состав и назначение квантово-электронного модуля (КЭМ). Для повышения надежности и снижения требований к условиям эксплуатации и монтажа источники и...
-
Анализ характеристик объекта проектирования трудовой деятельности человека, производственной среды Фотоприемное устройство является модулем приемной...
Характеристики детекторов оптического излучения - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства