광신호 광검출기의 기본 특성 매개변수

광신호의 기본 특성 파라미터광검출기:

다양한 형태의 광검출기를 검토하기 전에 광검출기의 동작 성능의 특성 매개변수를 살펴보자.광신호 광검출기요약하면, 이러한 특성에는 응답성, 분광 응답, 잡음 등가 전력(NEP), 비검출성, 비검출성, D*), 양자 효율, 그리고 응답 시간이 포함됩니다.

1. 응답성 Rd는 광 복사 에너지에 대한 소자의 응답 감도를 나타내는 데 사용됩니다. 이는 입사 신호에 대한 출력 신호의 비율로 표현됩니다. 이 특성은 소자의 잡음 특성을 반영하는 것이 아니라, 전자기 복사 에너지를 전류 또는 전압으로 변환하는 효율만을 나타냅니다. 따라서 입사광 신호의 파장에 따라 달라질 수 있습니다. 또한, 전력 응답 특성은 인가된 바이어스와 주변 온도의 함수이기도 합니다.

2. 분광 응답 특성은 광 신호 검출기의 전력 응답 특성과 입사 광 신호의 파장 함수 간의 관계를 나타내는 매개변수입니다. 다양한 파장에서 광 신호 광 검출기의 분광 응답 특성은 일반적으로 "분광 응답 곡선"으로 정량적으로 표현됩니다. 곡선에서 가장 높은 분광 응답 특성만 절대값으로 보정되며, 다른 파장에서의 분광 응답 특성은 분광 응답 특성의 가장 높은 값을 기준으로 정규화된 상대값으로 표현됩니다.

3. 잡음 등가 전력은 광 신호 검출기에서 생성된 출력 신호 전압이 소자 자체의 고유 잡음 전압 레벨과 같을 때 필요한 입사광 신호 전력입니다. 이는 광 신호 검출기가 측정할 수 있는 최소 광 신호 세기, 즉 검출 감도를 결정하는 주요 요소입니다.

4. 비검출 감도는 검출기의 감광 재료의 고유 특성을 나타내는 특성 매개변수입니다. 광 신호 검출기로 측정할 수 있는 최저 입사 광자 전류 밀도를 나타냅니다. 이 값은 측정되는 광 신호의 파장 검출기의 작동 조건(예: 주변 온도, 인가된 바이어스 등)에 따라 달라질 수 있습니다. 검출기 대역폭이 클수록 광 신호 검출기 면적이 넓어지고, 잡음 등가 전력(NEP)이 작아지며, 비검출 감도가 높아집니다. 검출기의 비검출 감도가 높을수록 훨씬 약한 광 신호의 검출에 적합함을 의미합니다.

5. 양자 효율 Q는 광 신호 검출기의 또 다른 중요한 특성 매개변수입니다. 이는 검출기 내 광전자에 의해 생성되는 정량화 가능한 "응답"의 수와 감광 물질 표면에 입사하는 광자 수의 비율로 정의됩니다. 예를 들어, 광자 방출로 작동하는 광 신호 검출기의 경우, 양자 효율은 감광 물질 표면에서 방출되는 광전자 수와 표면에 투사되는 측정 신호의 광자 수의 비율입니다. pn 접합 반도체 물질을 감광 물질로 사용하는 광 신호 검출기에서, 검출기의 양자 효율은 측정된 광 신호에 의해 생성된 전자-정공 쌍의 수를 입사 신호 광자의 수로 나누어 계산합니다. 광 신호 검출기의 양자 효율을 나타내는 또 다른 일반적인 방법은 검출기의 응답도 Rd를 사용하는 것입니다.

6. 응답 시간은 측정된 광 신호의 세기 변화에 대한 광 신호 검출기의 응답 속도를 특성화하는 중요한 매개변수입니다. 측정된 광 신호가 광 펄스 형태로 변조될 때, 검출기에 작용하여 생성된 펄스 전기 신호의 세기는 일정 응답 시간 후에 해당 "피크"까지 "상승"해야 하며, "피크"에서 다시 광 펄스 작용에 해당하는 초기 "0" 값으로 감소해야 합니다. 측정된 광 신호의 세기 변화에 대한 검출기의 응답을 설명하기 위해, 입사된 광 펄스에 의해 생성된 전기 신호의 세기가 최고값인 10%에서 90%로 상승하는 시간을 "상승 시간"이라고 하고, 전기 신호 펄스 파형이 최고값인 90%에서 10%로 감소하는 시간을 "하강 시간" 또는 "감쇠 시간"이라고 합니다.

7. 응답 선형성은 광 신호 검출기의 응답과 입사되는 측정 광 신호의 세기 사이의 함수 관계를 나타내는 또 다른 중요한 특성 매개변수입니다. 이는 다음 출력 신호를 필요로 합니다.광 신호 검출기측정된 광 신호 세기의 일정 범위 내에서 비례해야 합니다. 일반적으로 입력 광 신호 세기의 특정 범위 내에서 입출력 선형성으로부터의 백분율 편차를 광 신호 검출기의 응답 선형성으로 정의합니다.