광 신호 광검출기의 기본 특성 매개변수

광 신호의 기본 특성 매개변수광검출기:

다양한 형태의 광검출기를 살펴보기 전에, 작동 성능의 특성 매개변수를 먼저 살펴보겠습니다.광 신호 광검출기요약하면 다음과 같습니다. 이러한 특성에는 응답도, 스펙트럼 응답, 잡음 등가 전력(NEP), 특정 검출 감도, 특정 검출 감도(D*), 양자 효율 및 응답 시간이 포함됩니다.

1. 응답도 Rd는 소자의 광 에너지에 대한 응답 감도를 나타내는 특성입니다. 이는 출력 신호와 입사 신호의 비율로 표현됩니다. 이 특성은 소자의 잡음 특성을 반영하지 않고, 전자기파 에너지를 전류 또는 전압으로 변환하는 효율만을 나타냅니다. 따라서 입사광 신호의 파장에 따라 달라질 수 있습니다. 또한, 전력 응답 특성은 인가 전압과 주변 온도에도 영향을 받습니다.

2. 스펙트럼 응답 특성은 광 신호 검출기의 전력 응답 특성과 입사 광 신호의 파장 함수 간의 관계를 나타내는 매개변수입니다. 광 신호 검출기의 다양한 파장에서의 스펙트럼 응답 특성은 일반적으로 "스펙트럼 응답 곡선"으로 정량적으로 표현됩니다. 이때, 곡선에서 가장 높은 스펙트럼 응답 특성 값만 절대값으로 나타내고, 다른 파장에서의 스펙트럼 응답 특성 값은 가장 높은 값을 기준으로 정규화된 상대값으로 표현해야 합니다.

3. 잡음 등가 전력은 광 신호 검출기에서 생성된 출력 신호 전압이 장치 자체의 고유 잡음 전압 수준과 같아질 때 필요한 입사광 신호 전력입니다. 이는 광 신호 검출기가 측정할 수 있는 최소 광 신호 강도, 즉 검출 감도를 결정하는 주요 요소입니다.

4. 특정 검출 감도는 검출기의 감광성 물질의 고유 특성을 나타내는 특성 매개변수입니다. 이는 광 신호 검출기가 측정할 수 있는 가장 낮은 입사 광자 전류 밀도를 나타냅니다. 특정 검출 감도 값은 측정 대상 광 신호의 파장 검출기의 작동 조건(주변 온도, 인가 전압 등)에 따라 달라질 수 있습니다. 검출기 대역폭이 클수록, 광 신호 검출기 면적이 클수록, 잡음 등가 전력(NEP)이 작아지고 특정 검출 감도가 높아집니다. 검출기의 특정 검출 감도가 높을수록 훨씬 약한 광 신호를 검출하는 데 적합합니다.

5. 양자 효율(Q)은 광 신호 검출기의 또 다른 중요한 특성 매개변수입니다. 이는 검출기 내 광자가 생성하는 정량화 가능한 "응답"의 수와 감광 물질 표면에 입사하는 광자 수의 비율로 정의됩니다. 예를 들어, 광자 방출을 이용하는 광 신호 검출기의 경우, 양자 효율은 감광 물질 표면에서 방출되는 광전자 수와 측정 신호의 광자 수의 비율입니다. pn 접합 반도체 물질을 감광 물질로 사용하는 광 신호 검출기의 경우, 검출기의 양자 효율은 측정된 광 신호에 의해 생성된 전자-정공 쌍의 수를 입사 신호 광자 수로 나누어 계산합니다. 광 신호 검출기의 양자 효율을 나타내는 또 다른 일반적인 방법은 검출기의 응답도(Rd)를 이용하는 것입니다.

6. 응답 시간은 측정 대상 광 신호의 강도 변화에 대한 광 신호 검출기의 응답 속도를 나타내는 중요한 매개변수입니다. 측정 대상 광 신호가 광 펄스 형태로 변조될 때, 검출기에 작용하여 생성된 펄스 전기 신호의 강도는 일정 응답 시간 후에 해당 "피크"까지 "상승"하고, "피크"에서 다시 초기 "0" 값으로 하강해야 합니다. 검출기의 측정 대상 광 신호 강도 변화에 대한 응답을 설명하기 위해, 입사 광 펄스에 의해 생성된 전기 신호의 강도가 최고값인 10%에서 90%까지 상승하는 시간을 "상승 시간"이라고 하고, 전기 신호 펄스 파형이 최고값인 90%에서 10%까지 하강하는 시간을 "하강 시간" 또는 "감쇠 시간"이라고 합니다.

7. 응답 선형성은 광 신호 검출기의 응답과 입사 측정 광 신호의 강도 사이의 함수적 관계를 특징짓는 또 다른 중요한 특성 매개변수입니다. 이는 출력 신호를 필요로 합니다.광 신호 검출기측정된 광 신호 강도의 특정 범위 내에서 비례 관계를 유지해야 합니다. 일반적으로 입력 광 신호 강도의 지정된 범위 내에서 입출력 선형성으로부터의 백분율 편차를 광 신호 검출기의 응답 선형성으로 정의합니다.