Parameter karakteristik dasar sinyal optikfotodetektor:
Sebelum memeriksa berbagai bentuk fotodetektor, parameter karakteristik kinerja operasinyafotodetektor sinyal optikdiringkas. Karakteristik tersebut meliputi responsivitas, respons spektral, daya setara kebisingan (NEP), deteksi spesifik, dan deteksi spesifik. D*), efisiensi kuantum, dan waktu respons.
1. responsivitas Rd digunakan untuk mengkarakterisasi sensitivitas respons perangkat terhadap energi radiasi optik. Hal ini diwakili oleh rasio sinyal keluaran terhadap sinyal datang. Karakteristik ini tidak mencerminkan karakteristik kebisingan perangkat, tetapi hanya efisiensi konversi energi radiasi elektromagnetik menjadi arus atau tegangan. Oleh karena itu, ini mungkin berbeda dengan panjang gelombang sinyal cahaya yang datang. Selain itu, karakteristik respons daya juga merupakan fungsi dari bias yang diterapkan dan suhu lingkungan.
2. Karakteristik respons spektral adalah parameter yang mencirikan hubungan antara karakteristik respons daya detektor sinyal optik dan fungsi panjang gelombang sinyal optik yang datang. Karakteristik respons spektral fotodetektor sinyal optik pada panjang gelombang berbeda biasanya dijelaskan secara kuantitatif dengan “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 berbeda dinyatakan dengan nilai relatif yang dinormalisasi berdasarkan nilai karakteristik respons spektral tertinggi.
3. Daya setara kebisingan adalah daya sinyal cahaya datang yang diperlukan ketika tegangan sinyal keluaran yang dihasilkan oleh detektor sinyal optik sama dengan tingkat tegangan kebisingan yang melekat pada perangkat itu sendiri. Ini adalah faktor utama yang menentukan intensitas sinyal optik minimum yang dapat diukur oleh detektor sinyal optik, yaitu sensitivitas deteksi.
4. Sensitivitas deteksi spesifik adalah parameter karakteristik yang mencirikan karakteristik yang melekat pada bahan fotosensitif pada detektor. Ini mewakili kerapatan arus foton kejadian terendah yang dapat diukur oleh detektor sinyal optik. Nilainya dapat bervariasi sesuai dengan kondisi pengoperasian 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 NEP daya setara kebisingan, dan semakin tinggi sensitivitas deteksi spesifik. Sensitivitas pendeteksian spesifik yang lebih tinggi dari detektor berarti cocok untuk mendeteksi sinyal optik yang jauh lebih lemah.
5. Efisiensi kuantum Q adalah parameter karakteristik penting lainnya dari detektor sinyal optik. Ini didefinisikan sebagai rasio jumlah “respon” terukur yang dihasilkan oleh fotomon dalam detektor dengan jumlah foton yang terjadi 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 terukur yang diproyeksikan ke permukaan. Dalam detektor sinyal optik yang menggunakan bahan semikonduktor sambungan pn sebagai bahan fotosensitif, efisiensi kuantum detektor dihitung dengan membagi jumlah pasangan lubang elektron yang dihasilkan oleh sinyal cahaya yang diukur dengan jumlah foton sinyal datang. Representasi umum lainnya dari efisiensi kuantum detektor sinyal optik adalah melalui respons detektor Rd.
6. Waktu respons merupakan parameter penting untuk mengkarakterisasi kecepatan respons detektor sinyal optik terhadap perubahan intensitas 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 turun kembali ke “nilai nol” awal yang sesuai dengan aksi pulsa cahaya. Untuk menggambarkan respon detektor terhadap perubahan intensitas sinyal cahaya yang diukur, waktu ketika intensitas sinyal listrik yang dihasilkan oleh pulsa cahaya datang meningkat dari nilai tertingginya yaitu 10% menjadi 90% disebut “naik”. waktu”, dan waktu ketika bentuk gelombang pulsa sinyal listrik turun dari nilai tertingginya yaitu 90% menjadi 10% disebut “waktu jatuh” atau “waktu peluruhan”.
7. Linearitas respons adalah parameter karakteristik penting lainnya yang mencirikan hubungan fungsional antara respons detektor sinyal optik dan intensitas sinyal cahaya yang diukur. Ini membutuhkan output daridetektor sinyal optikmenjadi proporsional dalam rentang tertentu dari intensitas sinyal optik yang diukur. Biasanya didefinisikan bahwa persentase deviasi dari linearitas input-output dalam rentang tertentu dari intensitas sinyal optik input adalah linearitas respons dari detektor sinyal optik.
Waktu posting: 12 Agustus-2024