ऑप्टिकल सिग्नल फोटोडिटेक्टरों के मूल अभिलक्षणिक पैरामीटर

ऑप्टिकल सिग्नल के मूल अभिलक्षणिक पैरामीटरफोटोडिटेक्टर:

फोटोडिटेक्टरों के विभिन्न रूपों की जांच करने से पहले, उनके परिचालन प्रदर्शन के विशिष्ट मापदंडों पर विचार किया जाना चाहिए।ऑप्टिकल सिग्नल फोटो डिटेक्टरसंक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। इन विशेषताओं में प्रतिक्रियाशीलता, वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया, शोर समतुल्य शक्ति (एनईपी), विशिष्ट पहचान, और विशिष्ट पहचान। डी*), क्वांटम दक्षता, और प्रतिक्रिया समय शामिल हैं।

1. प्रतिक्रियाशीलता Rd का उपयोग ऑप्टिकल विकिरण ऊर्जा के लिए डिवाइस की प्रतिक्रिया संवेदनशीलता को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। इसे आउटपुट सिग्नल और घटना सिग्नल के अनुपात द्वारा दर्शाया जाता है। यह विशेषता डिवाइस की शोर विशेषताओं को नहीं दर्शाती है, बल्कि केवल विद्युत चुम्बकीय विकिरण ऊर्जा को करंट या वोल्टेज में परिवर्तित करने की दक्षता को दर्शाती है। इसलिए, यह घटना प्रकाश संकेत की तरंग दैर्ध्य के साथ भिन्न हो सकती है। इसके अलावा, पावर प्रतिक्रिया विशेषताएँ लागू पूर्वाग्रह और परिवेश के तापमान का भी एक कार्य हैं।

2. वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया विशेषता एक पैरामीटर है जो ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की शक्ति प्रतिक्रिया विशेषता और घटना ऑप्टिकल सिग्नल के तरंग दैर्ध्य फ़ंक्शन के बीच संबंध को दर्शाता है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर ऑप्टिकल सिग्नल फोटोडिटेक्टरों की वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया विशेषताओं को आमतौर पर "वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया वक्र" द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वक्र में केवल उच्चतम वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया विशेषताओं को निरपेक्ष मान द्वारा कैलिब्रेट किया जाता है, और विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अन्य वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया विशेषताओं को वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया विशेषताओं के उच्चतम मूल्य के आधार पर सामान्यीकृत सापेक्ष मूल्यों द्वारा व्यक्त किया जाता है।

3. शोर समतुल्य शक्ति घटना प्रकाश संकेत शक्ति है जो तब आवश्यक होती है जब ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर द्वारा उत्पन्न आउटपुट सिग्नल वोल्टेज डिवाइस के अंतर्निहित शोर वोल्टेज स्तर के बराबर होता है। यह मुख्य कारक है जो ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर द्वारा मापी जा सकने वाली न्यूनतम ऑप्टिकल सिग्नल तीव्रता को निर्धारित करता है, अर्थात, डिटेक्शन संवेदनशीलता।

4. विशिष्ट पहचान संवेदनशीलता एक विशिष्ट पैरामीटर है जो डिटेक्टर की प्रकाश संवेदनशील सामग्री की अंतर्निहित विशेषताओं को दर्शाता है। यह सबसे कम घटना फोटॉन वर्तमान घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है जिसे एक ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर द्वारा मापा जा सकता है। इसका मूल्य मापा प्रकाश संकेत के तरंग दैर्ध्य डिटेक्टर की परिचालन स्थितियों (जैसे परिवेश का तापमान, लागू पूर्वाग्रह, आदि) के अनुसार भिन्न हो सकता है। डिटेक्टर बैंडविड्थ जितना बड़ा होगा, ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर क्षेत्र उतना ही बड़ा होगा, शोर समकक्ष शक्ति एनईपी उतना ही छोटा होगा, और विशिष्ट पहचान संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी। डिटेक्टर की उच्च विशिष्ट पहचान संवेदनशीलता का मतलब है कि यह बहुत कमजोर ऑप्टिकल सिग्नल का पता लगाने के लिए उपयुक्त है।

5. क्वांटम दक्षता Q ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर का एक और महत्वपूर्ण विशेषता पैरामीटर है। इसे डिटेक्टर में फोटोमोन द्वारा उत्पादित मात्रात्मक "प्रतिक्रियाओं" की संख्या और फोटोसेंसिटिव सामग्री की सतह पर आने वाले फोटॉनों की संख्या के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, फोटॉन उत्सर्जन पर काम करने वाले प्रकाश सिग्नल डिटेक्टरों के लिए, क्वांटम दक्षता फोटोसेंसिटिव सामग्री की सतह से उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉनों की संख्या और सतह पर प्रक्षेपित मापे गए सिग्नल के फोटॉनों की संख्या का अनुपात है। फोटोसेंसिटिव सामग्री के रूप में pn जंक्शन सेमीकंडक्टर सामग्री का उपयोग करने वाले ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर में, डिटेक्टर की क्वांटम दक्षता की गणना मापे गए प्रकाश सिग्नल द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन होल जोड़े की संख्या को घटना सिग्नल फोटॉनों की संख्या से विभाजित करके की जाती है। ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की क्वांटम दक्षता का एक और सामान्य प्रतिनिधित्व डिटेक्टर की प्रतिक्रियाशीलता Rd के माध्यम से होता है।

6. मापे गए प्रकाश संकेत की तीव्रता में परिवर्तन के लिए ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की प्रतिक्रिया गति को चिह्नित करने के लिए प्रतिक्रिया समय एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। जब मापे गए प्रकाश संकेत को प्रकाश पल्स के रूप में मॉड्यूलेट किया जाता है, तो डिटेक्टर पर इसकी क्रिया द्वारा उत्पन्न पल्स विद्युत संकेत की तीव्रता को एक निश्चित प्रतिक्रिया समय के बाद संबंधित "शिखर" तक "बढ़ने" की आवश्यकता होती है, और "शिखर" से और फिर प्रकाश पल्स की क्रिया के अनुरूप प्रारंभिक "शून्य मान" पर वापस गिरना पड़ता है। मापे गए प्रकाश संकेत की तीव्रता में परिवर्तन के लिए डिटेक्टर की प्रतिक्रिया का वर्णन करने के लिए, वह समय जब घटना प्रकाश पल्स द्वारा उत्पन्न विद्युत संकेत की तीव्रता अपने उच्चतम मूल्य 10% से 90% तक बढ़ जाती है, उसे "उठने का समय" कहा जाता है, और वह समय जब विद्युत संकेत पल्स तरंग अपने उच्चतम मूल्य 90% से 10% तक गिरती है, उसे "गिरावट का समय" या "क्षय का समय" कहा जाता है।

7. प्रतिक्रिया रैखिकता एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता पैरामीटर है जो ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की प्रतिक्रिया और घटना मापी गई प्रकाश सिग्नल की तीव्रता के बीच कार्यात्मक संबंध को दर्शाता है। इसके लिए आउटपुट की आवश्यकता होती हैऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टरमापे गए ऑप्टिकल सिग्नल की तीव्रता की एक निश्चित सीमा के भीतर आनुपातिक होना। यह आमतौर पर परिभाषित किया जाता है कि इनपुट ऑप्टिकल सिग्नल तीव्रता की निर्दिष्ट सीमा के भीतर इनपुट-आउटपुट रैखिकता से प्रतिशत विचलन ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की प्रतिक्रिया रैखिकता है।