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




Характеристики детекторов оптического излучения - Оптико-электронные (квантовые) системы и устройства

Предыдущая | Следующая