פרמטרים מאפיינים בסיסיים של פוטו -גזורי איתות אופטיים

פרמטרים מאפיינים בסיסיים של אות אופטיפוטו -גטורים:

לפני שבוחנים צורות שונות של פוטו -גלאי, הפרמטרים האופייניים של ביצועי ההפעלה שלפוטו -גטורי איתות אופטייםמסוכמים. מאפיינים אלה כוללים תגובה, תגובה ספקטרלית, כוח שווה ערך לרעש (NEP), גילוי ספציפי וגילוי ספציפי. D*), יעילות קוונטית וזמן תגובה.

1. התגובה RD משמשת לאפיון רגישות התגובה של המכשיר לאנרגיית קרינה אופטית. זה מיוצג על ידי היחס בין אות הפלט לאות האירוע. מאפיין זה אינו משקף את מאפייני הרעש של המכשיר, אלא רק את היעילות של המרת אנרגיית קרינה אלקטרומגנטית לזרם או למתח. לכן הוא עשוי להשתנות עם אורך הגל של אות האור המקרי. בנוסף, מאפייני תגובת הכוח הם גם פונקציה של ההטיה המיושמת וטמפרטורת הסביבה.

2. מאפיין התגובה הספקטרלית הוא פרמטר המאפיין את הקשר בין תגובת הכוח המאפיין את גלאי האות האופטי לבין פונקציית אורך הגל של האות האופטי האירוע. מאפייני התגובה הספקטרלית של גזורי פוטו -אותיות אופטיים באורכי גל שונים מתוארים בדרך כלל כמותית על ידי "עקומת תגובה ספקטרלית". יש לציין כי רק מאפייני התגובה הספקטרלית הגבוהה ביותר בעקומה מכוילים לפי ערך מוחלט, ומאפייני התגובה הספקטרלית האחרים באורכי גל שונים באים לידי ביטוי על ידי ערכים יחסית מנורמלים על בסיס הערך הגבוה ביותר של מאפייני התגובה הספקטרלית.

3. ההספק המקביל לרעש הוא כוח האור האירוע הנדרש כאשר מתח אות הפלט שנוצר על ידי גלאי האות האופטי שווה לרמת מתח הרעש המובנה של המכשיר עצמו. זה הגורם העיקרי שקובע את עוצמת האות המינימלית האופטית שניתן למדוד על ידי גלאי האות האופטי, כלומר רגישות לגילוי.

4. רגישות לגילוי ספציפית היא פרמטר אופייני המאפיין את המאפיינים המובנים של החומר הרגיש לאור של הגלאי. זה מייצג את צפיפות זרם הפוטון הנמוך ביותר האירוע שניתן למדוד על ידי גלאי אות אופטי. ערכו יכול להשתנות בהתאם לתנאי ההפעלה של גלאי אורך הגל של אות האור שנמדד (כגון טמפרטורת הסביבה, הטיה מיושמת וכו '). ככל שרוחב הפס של הגלאי גדול יותר, כך שטח גלאי האות האופטי גדול יותר, כך הכוח המקביל לרעש קטן יותר, וככל שרגישות הגילוי הספציפית גבוהה יותר. רגישות לגילוי ספציפית גבוהה יותר של הגלאי פירושה שהיא מתאימה לגילוי אותות אופטיים חלשים בהרבה.

5. יעילות קוונטית Q היא פרמטר אופייני חשוב נוסף של גלאי אותות אופטיים. זה מוגדר כיחס בין מספר "התגובות" הניתנות לכימות המיוצר על ידי הפוטומון בגלאי למספר הפוטונים המקרים על פני החומר הרגיש לצילום. לדוגמה, עבור גלאי אות אור הפועלים על פליטת פוטון, יעילות הקוונטית היא היחס בין מספר הפוטואלקטרונים הנפלטים משטח החומר הרגיש לצילום למספר הפוטונים של האות המדוד המוקרן על פני השטח. אצל גלאי אותות אופטיים המשתמש בחומר מוליכים למחצה של צומת PN כחומר רגיש לאור, היעילות הקוונטית של הגלאי מחושבת על ידי חלוקת מספר זוגות חור האלקטרונים שנוצרו על ידי אות האור המדוד במספר פוטוני האות האירוע. ייצוג נפוץ נוסף של היעילות הקוונטית של גלאי איתות אופטי הוא באמצעות RD התגובה של הגלאי.

6. זמן תגובה הוא פרמטר חשוב לאפיין את מהירות התגובה של גלאי האות האופטי לשינוי העוצמה של אות האור המדוד. כאשר מווסת את אות האור המדוד לצורת דופק אור, עוצמת האות החשמלי הדופק שנוצר על ידי פעולתו על הגלאי צריכה "לעלות" ל"שיא "המקביל לאחר זמן תגובה מסוים, ומה"שיא" ואז ליפול חזרה ל"הערך האפס "הראשוני המתאים לפעולה של דופק האור. על מנת לתאר את התגובה של הגלאי לעוצמה של שינוי אות האור שנמדד, הזמן בו עוצמת האות החשמלי שנוצר על ידי דופק האור האירוע עולה מערכה הגבוה ביותר של 10% עד 90% נקרא "זמן העלייה", והזמן בו צורת גל הדופק החשמלית נופלת מהערכה הגבוהה ביותר של 90% עד 10% נקרא "זמן הנפילה" ".

7. ליניאריות תגובה היא פרמטר אופייני חשוב נוסף המאפיין את הקשר התפקודי בין התגובה של גלאי האות האופטי לעוצמת אות האור שנמדד האירוע. זה דורש את הפלט שלגלאי איתות אופטילהיות פרופורציונלי בטווח מסוים של עוצמת האות האופטי הנמדד. בדרך כלל מוגדר כי אחוז הסטייה מהליניאריות של הקלט-פלט בטווח שצוין של עוצמת האות האופטי הקלט הוא ליניאריות התגובה של גלאי האות האופטי.