ოპტიკური სიგნალის ფოტოდეტექტორების ძირითადი დამახასიათებელი პარამეტრები

ოპტიკური სიგნალის ძირითადი დამახასიათებელი პარამეტრებიფოტოდეტექტორები:

ფოტოდეტექტორების სხვადასხვა ფორმის შესწავლამდე, ოპერაციული მახასიათებლების დამახასიათებელი პარამეტრებიოპტიკური სიგნალის ფოტოდეტექტორებიშეჯამებულია. ეს მახასიათებლები მოიცავს მგრძნობელობას, სპექტრულ მგრძნობელობას, ხმაურის ექვივალენტურ სიმძლავრეს (NEP), სპეციფიკურ დეტექტიურობას და სპეციფიკურ დეტექტიურობას. D*), კვანტურ ეფექტურობას და რეაგირების დროს.

1. მგრძნობელობა Rd გამოიყენება მოწყობილობის ოპტიკური გამოსხივების ენერგიის მიმართ მგრძნობელობის დასახასიათებლად. იგი წარმოდგენილია გამომავალი სიგნალისა და ინციდენტური სიგნალის თანაფარდობით. ეს მახასიათებელი არ ასახავს მოწყობილობის ხმაურის მახასიათებლებს, არამედ მხოლოდ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ენერგიის დენში ან ძაბვაში გარდაქმნის ეფექტურობას. ამიტომ, ის შეიძლება განსხვავდებოდეს ინციდენტური სინათლის სიგნალის ტალღის სიგრძის მიხედვით. გარდა ამისა, სიმძლავრის რეაგირების მახასიათებლები ასევე დამოკიდებულია გამოყენებული გადახრისა და გარემოს ტემპერატურის ფუნქციაზე.

2. სპექტრული რეაქციის მახასიათებელი არის პარამეტრი, რომელიც ახასიათებს ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის სიმძლავრის რეაქციის მახასიათებელსა და დაცემული ოპტიკური სიგნალის ტალღის სიგრძის ფუნქციას შორის კავშირს. სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე ოპტიკური სიგნალის ფოტოდეტექტორების სპექტრული რეაქციის მახასიათებლები, როგორც წესი, რაოდენობრივად აღწერილია „სპექტრული რეაქციის მრუდით“. უნდა აღინიშნოს, რომ მრუდში მხოლოდ უმაღლესი სპექტრული რეაქციის მახასიათებლებია დაკალიბრებული აბსოლუტური მნიშვნელობით, ხოლო სხვა სპექტრული რეაქციის მახასიათებლები სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე გამოიხატება ნორმალიზებული ფარდობითი მნიშვნელობებით, რომლებიც დაფუძნებულია სპექტრული რეაქციის მახასიათებლების უმაღლეს მნიშვნელობაზე.

3. ხმაურის ექვივალენტური სიმძლავრე არის ინციდენტური სინათლის სიგნალის სიმძლავრე, რომელიც საჭიროა, როდესაც ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის მიერ გენერირებული გამომავალი სიგნალის ძაბვა ტოლია თავად მოწყობილობის თანდაყოლილი ხმაურის ძაბვის დონისა. ეს არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის მიერ შესაძლებელ მინიმალურ ოპტიკური სიგნალის ინტენსივობას, ანუ აღმოჩენის მგრძნობელობას.

4. სპეციფიკური აღმოჩენის მგრძნობელობა არის დამახასიათებელი პარამეტრი, რომელიც ახასიათებს დეტექტორის ფოტომგრძნობიარე მასალის თანდაყოლილ მახასიათებლებს. ის წარმოადგენს ყველაზე დაბალ ინციდენტურ ფოტონის დენის სიმკვრივეს, რომლის გაზომვაც შესაძლებელია ოპტიკური სიგნალის დეტექტორით. მისი მნიშვნელობა შეიძლება განსხვავდებოდეს გაზომილი სინათლის სიგნალის ტალღის სიგრძის დეტექტორის მუშაობის პირობების მიხედვით (მაგალითად, გარემოს ტემპერატურა, გამოყენებული გადახრა და ა.შ.). რაც უფრო დიდია დეტექტორის გამტარობა, მით უფრო დიდია ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის არეალი, მით უფრო მცირეა ხმაურის ექვივალენტური სიმძლავრე NEP და მით უფრო მაღალია სპეციფიკური აღმოჩენის მგრძნობელობა. დეტექტორის უფრო მაღალი სპეციფიკური აღმოჩენის მგრძნობელობა ნიშნავს, რომ ის შესაფერისია გაცილებით სუსტი ოპტიკური სიგნალების აღმოსაჩენად.

5. კვანტური ეფექტურობა Q ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი დამახასიათებელი პარამეტრია. იგი განისაზღვრება, როგორც დეტექტორში ფოტომონის მიერ წარმოქმნილი რაოდენობრივად განსაზღვრადი „რეაგირების“ რაოდენობის თანაფარდობა ფოტომგრძნობიარე მასალის ზედაპირზე დაცემული ფოტონების რაოდენობასთან. მაგალითად, ფოტონის გამოსხივებაზე მომუშავე სინათლის სიგნალის დეტექტორებისთვის, კვანტური ეფექტურობა არის ფოტომგრძნობიარე მასალის ზედაპირიდან გამოსხივებული ფოტოელექტრონების რაოდენობის თანაფარდობა ზედაპირზე პროეცირებული გაზომილი სიგნალის ფოტონების რაოდენობასთან. ოპტიკურ სიგნალის დეტექტორში, რომელიც იყენებს pn შეერთების ნახევარგამტარულ მასალას, როგორც ფოტომგრძნობიარე მასალას, დეტექტორის კვანტური ეფექტურობა გამოითვლება გაზომილი სინათლის სიგნალით წარმოქმნილი ელექტრონული ხვრელების წყვილების რაოდენობის დაცემული სიგნალის ფოტონების რაოდენობაზე გაყოფით. ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის კვანტური ეფექტურობის კიდევ ერთი გავრცელებული წარმოდგენაა დეტექტორის მგრძნობელობა Rd.

6. რეაგირების დრო მნიშვნელოვანი პარამეტრია ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის გაზომილი სინათლის სიგნალის ინტენსივობის ცვლილებაზე რეაგირების სიჩქარის დასახასიათებლად. როდესაც გაზომილი სინათლის სიგნალი მოდულირდება სინათლის იმპულსის სახით, დეტექტორზე მისი მოქმედებით გენერირებული იმპულსური ელექტრული სიგნალის ინტენსივობა გარკვეული რეაგირების დროის შემდეგ უნდა „აიწიოს“ შესაბამის „პიკამდე“ და „პიკიდან“ შემდეგ დაეცეს საწყის „ნულოვან მნიშვნელობამდე“, რომელიც შეესაბამება სინათლის იმპულსის მოქმედებას. გაზომილი სინათლის სიგნალის ინტენსივობის ცვლილებაზე დეტექტორის რეაქციის აღსაწერად, დროს, როდესაც დაცემული სინათლის იმპულსით გენერირებული ელექტრული სიგნალის ინტენსივობა იზრდება მისი უმაღლესი მნიშვნელობიდან 10%-დან 90%-მდე, ეწოდება „აწევის დრო“, ხოლო დროს, როდესაც ელექტრული სიგნალის იმპულსის ტალღის ფორმა ეცემა მისი უმაღლესი მნიშვნელობიდან 90%-დან 10%-მდე, ეწოდება „ვარდნის დრო“ ან „დაშლის დრო“.

7. რეაქციის წრფივობა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი დამახასიათებელი პარამეტრია, რომელიც ახასიათებს ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის რეაქციასა და დაცემული გაზომილი სინათლის სიგნალის ინტენსივობას შორის ფუნქციურ კავშირს. ის მოითხოვს გამოსავალსოპტიკური სიგნალის დეტექტორიგაზომილი ოპტიკური სიგნალის ინტენსივობის გარკვეულ დიაპაზონში პროპორციული იყოს. როგორც წესი, განისაზღვრება, რომ შემავალი ოპტიკური სიგნალის ინტენსივობის განსაზღვრულ დიაპაზონში შემავალი-გამომავალი წრფივიდან პროცენტული გადახრა არის ოპტიკური სიგნალის დეტექტორის რეაქციის წრფივი.