Parámetros característicos básicos de los fotodetectores de señales ópticas.

Parámetros característicos básicos de la señal óptica.fotodetectores:

Antes de examinar diversas formas de fotodetectores, los parámetros característicos del rendimiento operativo defotodetectores de señal ópticaestán resumidos. Estas características incluyen capacidad de respuesta, respuesta espectral, potencia equivalente de ruido (NEP), detectividad específica y detectividad específica. D*), eficiencia cuántica y tiempo de respuesta.

1. Responsividad Rd se utiliza para caracterizar la sensibilidad de respuesta del dispositivo a la energía de radiación óptica. Está representado por la relación entre la señal de salida y la señal incidente. Esta característica no refleja las características de ruido del dispositivo, sino sólo la eficiencia de convertir la energía de la radiación electromagnética en corriente o voltaje. Por tanto, puede variar con la longitud de onda de la señal luminosa incidente. Además, las características de respuesta de potencia también son función de la polarización aplicada y de la temperatura ambiente.

2. La característica de respuesta espectral es un parámetro que caracteriza la relación entre la característica de respuesta de potencia del detector de señal óptica y la función de longitud de onda de la señal óptica incidente. Las características de respuesta espectral de los fotodetectores de señales ópticas en diferentes longitudes de onda generalmente se describen cuantitativamente mediante una "curva de respuesta espectral". Cabe señalar que sólo las características de respuesta espectral más altas en la curva se calibran mediante valor absoluto, y las otras características de respuesta espectral en diferentes longitudes de onda se expresan mediante valores relativos normalizados basados ​​en el valor más alto de las características de respuesta espectral.

3. La potencia equivalente de ruido es la potencia de la señal de luz incidente requerida cuando el voltaje de la señal de salida generada por el detector de señal óptica es igual al nivel de voltaje de ruido inherente del propio dispositivo. Es el factor principal que determina la intensidad mínima de la señal óptica que puede medir el detector de señales ópticas, es decir, la sensibilidad de detección.

4. La sensibilidad de detección específica es un parámetro característico que caracteriza las características inherentes del material fotosensible del detector. Representa la densidad de corriente de fotón incidente más baja que puede medirse con un detector de señales ópticas. Su valor puede variar según las condiciones de funcionamiento del detector de longitud de onda de la señal luminosa medida (como temperatura ambiente, polarización aplicada, etc.). Cuanto mayor sea el ancho de banda del detector, mayor será el área del detector de señales ópticas, menor será la potencia equivalente de ruido NEP y mayor será la sensibilidad de detección específica. La mayor sensibilidad de detección específica del detector hace que sea adecuado para la detección de señales ópticas mucho más débiles.

5. La eficiencia cuántica Q es otro parámetro característico importante del detector de señales ópticas. Se define como la relación entre el número de "respuestas" cuantificables producidas por el fotomón en el detector y el número de fotones incidentes en la superficie del material fotosensible. Por ejemplo, para los detectores de señales luminosas que funcionan con emisión de fotones, la eficiencia cuántica es la relación entre el número de fotoelectrones emitidos desde la superficie del material fotosensible y el número de fotones de la señal medida proyectada sobre la superficie. En un detector de señales ópticas que utiliza material semiconductor de unión pn como material fotosensible, la eficiencia cuántica del detector se calcula dividiendo el número de pares de huecos de electrones generados por la señal luminosa medida por el número de fotones de señal incidentes. Otra representación común de la eficiencia cuántica de un detector de señales ópticas es mediante la capacidad de respuesta Rd del detector.

6. El tiempo de respuesta es un parámetro importante para caracterizar la velocidad de respuesta del detector de señal óptica al cambio de intensidad de la señal luminosa medida. Cuando la señal de luz medida se modula en forma de pulso de luz, la intensidad de la señal eléctrica del pulso generada por su acción sobre el detector debe "aumentar" hasta el "pico" correspondiente después de un cierto tiempo de respuesta, y desde el " pico” y luego retrocede al “valor cero” inicial correspondiente a la acción del pulso de luz. Para describir la respuesta del detector al cambio de intensidad de la señal luminosa medida, el momento en que la intensidad de la señal eléctrica generada por el pulso de luz incidente aumenta desde su valor más alto del 10% al 90% se denomina "aumento". "tiempo", y el momento en que la forma de onda del pulso de la señal eléctrica cae desde su valor más alto del 90% al 10% se denomina "tiempo de caída" o "tiempo de caída".

7. La linealidad de la respuesta es otro parámetro característico importante que caracteriza la relación funcional entre la respuesta del detector de señal óptica y la intensidad de la señal de luz incidente medida. Requiere la salida deldetector de señal ópticaser proporcional dentro de un cierto rango de la intensidad de la señal óptica medida. Generalmente se define que la desviación porcentual de la linealidad de entrada-salida dentro del rango especificado de la intensidad de la señal óptica de entrada es la linealidad de respuesta del detector de señal óptica.