Parameter ciri asas isyarat optikpengesan foto:
Sebelum mengkaji pelbagai bentuk fotodetektor, parameter ciri prestasi operasifotopengesan isyarat optikdiringkaskan. Ciri-ciri ini termasuk responsif, tindak balas spektrum, kuasa setara hingar (NEP), pengesanan khusus dan pengesanan khusus. D*), kecekapan kuantum dan masa tindak balas.
1. Responsiviti Rd digunakan untuk mencirikan kepekaan tindak balas peranti terhadap tenaga sinaran optik. Ia diwakili oleh nisbah isyarat output kepada isyarat datang. Ciri ini tidak mencerminkan ciri hingar peranti, tetapi hanya kecekapan menukar tenaga sinaran elektromagnet kepada arus atau voltan. Oleh itu, ia mungkin berbeza dengan panjang gelombang isyarat cahaya datang. Di samping itu, ciri tindak balas kuasa juga merupakan fungsi bias yang dikenakan dan suhu ambien.
2. Ciri tindak balas spektrum ialah parameter yang mencirikan hubungan antara ciri tindak balas kuasa pengesan isyarat optik dan fungsi panjang gelombang isyarat optik tuju. Ciri tindak balas spektrum fotopengesan isyarat optik pada panjang gelombang yang berbeza biasanya digambarkan secara kuantitatif oleh "lengkung tindak balas spektrum". Perlu diingatkan bahawa hanya ciri tindak balas spektrum tertinggi dalam lengkung yang dikalibrasi oleh nilai mutlak, dan ciri tindak balas spektrum lain pada panjang gelombang yang berbeza dinyatakan oleh nilai relatif ternormalisasi berdasarkan nilai tertinggi ciri tindak balas spektrum.
3. Kuasa setara hingar ialah kuasa isyarat cahaya datang yang diperlukan apabila voltan isyarat output yang dijana oleh pengesan isyarat optik adalah sama dengan tahap voltan hingar yang wujud pada peranti itu sendiri. Ia merupakan faktor utama yang menentukan keamatan isyarat optik minimum yang boleh diukur oleh pengesan isyarat optik, iaitu kepekaan pengesanan.
4. Kepekaan pengesanan khusus ialah parameter ciri yang mencirikan ciri-ciri semula jadi bahan fotosensitif pengesan. Ia mewakili ketumpatan arus foton insiden terendah yang boleh diukur oleh pengesan isyarat optik. Nilainya boleh berbeza-beza mengikut keadaan operasi pengesan panjang gelombang isyarat cahaya yang diukur (seperti suhu ambien, bias yang dikenakan, dll.). Semakin besar lebar jalur pengesan, semakin besar kawasan pengesan isyarat optik, semakin kecil kuasa setara hingar NEP, dan semakin tinggi kepekaan pengesanan khusus. Kepekaan pengesanan khusus pengesan yang lebih tinggi bermakna ia sesuai untuk pengesanan isyarat optik yang jauh lebih lemah.
5. Kecekapan kuantum Q merupakan satu lagi parameter ciri penting bagi pengesan isyarat optik. Ia ditakrifkan sebagai nisbah bilangan "tindak balas" yang boleh diukur yang dihasilkan oleh fotomon dalam pengesan kepada bilangan foton yang mengenai permukaan bahan fotosensitif. Contohnya, bagi pengesan isyarat cahaya yang beroperasi pada pancaran foton, kecekapan kuantum ialah nisbah bilangan fotoelektron yang dipancarkan dari permukaan bahan fotosensitif kepada bilangan foton isyarat yang diukur yang diunjurkan ke permukaan. Dalam pengesan isyarat optik yang menggunakan bahan semikonduktor simpang pn sebagai bahan fotosensitif, kecekapan kuantum pengesan dikira dengan membahagikan bilangan pasangan lubang elektron yang dihasilkan oleh isyarat cahaya yang diukur dengan bilangan foton isyarat yang mengenai. Satu lagi perwakilan biasa bagi kecekapan kuantum pengesan isyarat optik adalah melalui responsiviti pengesan Rd.
6. Masa tindak balas merupakan parameter penting untuk mencirikan kelajuan tindak balas pengesan isyarat optik terhadap perubahan keamatan isyarat cahaya yang diukur. Apabila isyarat cahaya yang diukur dimodulasi ke dalam bentuk denyutan cahaya, keamatan isyarat elektrik denyut yang dijana oleh tindakannya pada pengesan perlu "naik" ke "puncak" yang sepadan selepas masa tindak balas tertentu, dan dari "puncak" dan kemudian kembali ke "nilai sifar" awal yang sepadan dengan tindakan denyutan cahaya. Untuk menggambarkan tindak balas pengesan terhadap perubahan keamatan isyarat cahaya yang diukur, masa apabila keamatan isyarat elektrik yang dijana oleh denyutan cahaya datang meningkat daripada nilai tertinggi 10% hingga 90% dipanggil "masa naik", dan masa apabila bentuk gelombang denyutan isyarat elektrik jatuh daripada nilai tertinggi 90% hingga 10% dipanggil "masa jatuh" atau "masa pereputan".
7. Kelinearan tindak balas merupakan satu lagi parameter ciri penting yang mencirikan hubungan fungsian antara tindak balas pengesan isyarat optik dan keamatan isyarat cahaya yang diukur. Ia memerlukan output daripadapengesan isyarat optikuntuk berkadar dalam julat keamatan isyarat optik yang diukur tertentu. Biasanya ditakrifkan bahawa peratusan sisihan daripada lineariti input-output dalam julat keamatan isyarat optik input yang ditentukan ialah lineariti tindak balas pengesan isyarat optik.
Masa siaran: 12 Ogos 2024