Parameter karakteristik dasar fotodetektor sinyal optik

Parameter karakteristik dasar dari sinyal optikfotodetektor:

Sebelum memeriksa berbagai bentuk fotodetektor, parameter karakteristik dari kinerja operasiFotodetektor sinyal optikdirangkum. Karakteristik ini meliputi responsif, respons spektral, daya setara noise (NEP), detektivitas spesifik, dan detektivitas spesifik. D*), efisiensi kuantum, dan waktu respons.

1. Responsivity RD digunakan untuk mengkarakterisasi sensitivitas respons perangkat terhadap energi radiasi optik. Itu diwakili oleh rasio sinyal output dengan sinyal insiden. Karakteristik ini tidak mencerminkan karakteristik kebisingan perangkat, tetapi hanya efisiensi mengubah energi radiasi elektromagnetik menjadi arus atau tegangan. Oleh karena itu, dapat bervariasi dengan panjang gelombang dari sinyal cahaya insiden. Selain itu, karakteristik respons daya juga merupakan fungsi dari bias yang diterapkan dan suhu sekitar.

2. Karakteristik respons spektral adalah parameter yang menjadi ciri hubungan antara karakteristik respons daya dari detektor sinyal optik dan fungsi panjang gelombang dari sinyal optik yang terjadi. Karakteristik respons spektral dari fotodetektor sinyal optik pada panjang gelombang yang berbeda biasanya dijelaskan secara kuantitatif oleh “kurva respons spektral”. Perlu dicatat bahwa hanya karakteristik respons spektral tertinggi dalam kurva yang dikalibrasi dengan nilai absolut, dan karakteristik respons spektral lainnya pada panjang gelombang yang berbeda diekspresikan oleh nilai relatif yang dinormalisasi berdasarkan nilai tertinggi dari karakteristik respons spektral.

3. Daya setara noise adalah daya sinyal cahaya yang diperlukan ketika tegangan sinyal output yang dihasilkan oleh detektor sinyal optik sama dengan tingkat tegangan noise yang melekat pada perangkat itu sendiri. Ini adalah faktor utama yang menentukan intensitas sinyal optik minimum yang dapat diukur dengan detektor sinyal optik, yaitu, sensitivitas deteksi.

4. Sensitivitas deteksi spesifik adalah parameter karakteristik yang menjadi ciri karakteristik yang melekat dari bahan fotosensitif dari detektor. Ini mewakili kepadatan arus foton insiden terendah yang dapat diukur dengan detektor sinyal optik. Nilainya dapat bervariasi sesuai dengan kondisi operasi detektor panjang gelombang dari sinyal cahaya yang diukur (seperti suhu sekitar, bias yang diterapkan, dll.). Semakin besar bandwidth detektor, semakin besar area detektor sinyal optik, semakin kecil noP noise ekivalen noise, dan semakin tinggi sensitivitas deteksi spesifik. Sensitivitas deteksi spesifik yang lebih tinggi dari detektor berarti bahwa ia cocok untuk mendeteksi sinyal optik yang jauh lebih lemah.

5. Efisiensi kuantum Q adalah parameter karakteristik penting lain dari detektor sinyal optik. Ini didefinisikan sebagai rasio jumlah "respons" yang dapat diukur yang dihasilkan oleh fotomon dalam detektor dengan jumlah insiden foton pada permukaan bahan fotosensitif. Misalnya, untuk detektor sinyal cahaya yang beroperasi pada emisi foton, efisiensi kuantum adalah rasio jumlah fotoelektron yang dipancarkan dari permukaan bahan fotosensitif dengan jumlah foton dari sinyal yang diukur yang diproyeksikan ke permukaan. Dalam detektor sinyal optik menggunakan bahan semikonduktor PN persimpangan sebagai bahan fotosensitif, efisiensi kuantum detektor dihitung dengan membagi jumlah pasangan lubang elektron yang dihasilkan oleh sinyal cahaya yang diukur dengan jumlah foton sinyal yang terjadi. Representasi umum lain dari efisiensi kuantum dari detektor sinyal optik adalah dengan menggunakan responsif detektor RD.

6. Waktu respons adalah parameter penting untuk mengkarakterisasi kecepatan respons detektor sinyal optik terhadap perubahan intensitas dari sinyal cahaya yang diukur. Ketika sinyal cahaya yang diukur dimodulasi ke dalam bentuk pulsa cahaya, intensitas sinyal listrik pulsa yang dihasilkan oleh aksinya pada detektor perlu "naik" ke "puncak" yang sesuai setelah waktu respons tertentu, dan dari "puncak" dan kemudian kembali ke "nilai nol" awal yang sesuai dengan aksi pulsa cahaya. Untuk menggambarkan respons detektor terhadap perubahan intensitas dari sinyal cahaya yang diukur, waktu ketika intensitas sinyal listrik yang dihasilkan oleh pulsa cahaya yang datang dari nilai tertinggi 10% menjadi 90% disebut "waktu naik", dan waktu ketika jumpa pulsa sinyal listrik atau "nilai tertinggi".

7. Linearitas respons adalah parameter karakteristik penting lainnya yang menjadi ciri hubungan fungsional antara respons detektor sinyal optik dan intensitas insiden yang diukur sinyal cahaya. Itu membutuhkan output dariDetektor Sinyal Optikmenjadi proporsional dalam kisaran tertentu dari intensitas sinyal optik yang diukur. Biasanya didefinisikan bahwa deviasi persentase dari linearitas input-output dalam kisaran yang ditentukan dari intensitas sinyal optik input adalah linearitas respons dari detektor sinyal optik.