ऑप्टिकल सिग्नल फोटोडिटेक्टरों के बुनियादी विशेषता पैरामीटर

प्रकाशीय संकेत के मूलभूत विशिष्ट पैरामीटरफोटोडिटेक्टर:

विभिन्न प्रकार के फोटोडिटेक्टरों की जांच करने से पहले, परिचालन प्रदर्शन के विशिष्ट मापदंडों का अध्ययन करना आवश्यक है।ऑप्टिकल सिग्नल फोटोडिटेक्टरसंक्षेप में प्रस्तुत किए गए हैं। इन विशेषताओं में प्रतिक्रियाशीलता, वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया, शोर समतुल्य शक्ति (एनईपी), विशिष्ट पता लगाने की क्षमता, क्वांटम दक्षता और प्रतिक्रिया समय शामिल हैं।

1. रिस्पॉन्सिविटी (Rd) का उपयोग ऑप्टिकल विकिरण ऊर्जा के प्रति डिवाइस की प्रतिक्रिया संवेदनशीलता को दर्शाने के लिए किया जाता है। इसे आउटपुट सिग्नल और आपतित सिग्नल के अनुपात द्वारा दर्शाया जाता है। यह विशेषता डिवाइस की शोर विशेषताओं को प्रतिबिंबित नहीं करती है, बल्कि केवल विद्युत चुम्बकीय विकिरण ऊर्जा को धारा या वोल्टेज में परिवर्तित करने की दक्षता को दर्शाती है। इसलिए, यह आपतित प्रकाश सिग्नल की तरंगदैर्ध्य के साथ बदल सकती है। इसके अलावा, पावर रिस्पॉन्स विशेषताएँ लागू बायस और परिवेश के तापमान पर भी निर्भर करती हैं।

2. स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स विशेषता एक ऐसा पैरामीटर है जो ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की पावर रिस्पॉन्स विशेषता और आपतित ऑप्टिकल सिग्नल के तरंगदैर्ध्य फलन के बीच संबंध को दर्शाता है। विभिन्न तरंगदैर्ध्यों पर ऑप्टिकल सिग्नल फोटोडिटेक्टरों की स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स विशेषताओं को आमतौर पर "स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स वक्र" द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि वक्र में केवल उच्चतम स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स विशेषताओं को ही निरपेक्ष मान द्वारा कैलिब्रेट किया जाता है, और विभिन्न तरंगदैर्ध्यों पर अन्य स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स विशेषताओं को उच्चतम स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स विशेषताओं के मान के आधार पर मानकीकृत सापेक्ष मानों द्वारा व्यक्त किया जाता है।

3. शोर समतुल्य शक्ति वह आपतित 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 वह मुख्य कारक है जो ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर द्वारा मापी जा सकने वाली न्यूनतम ऑप्टिकल सिग्नल तीव्रता, अर्थात्, पता लगाने की संवेदनशीलता को निर्धारित करता है।

4. विशिष्ट संवेदन संवेदनशीलता एक विशिष्ट पैरामीटर है जो डिटेक्टर की प्रकाश संवेदनशील सामग्री की अंतर्निहित विशेषताओं को दर्शाता है। यह न्यूनतम आपतित फोटॉन धारा घनत्व को दर्शाता है जिसे एक ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर द्वारा मापा जा सकता है। इसका मान मापे गए प्रकाश सिग्नल के तरंगदैर्ध्य डिटेक्टर की परिचालन स्थितियों (जैसे परिवेश तापमान, लागू बायस आदि) के अनुसार भिन्न हो सकता है। डिटेक्टर बैंडविड्थ जितनी अधिक होगी, ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर का क्षेत्रफल उतना ही अधिक होगा, शोर समतुल्य शक्ति (एनईपी) उतनी ही कम होगी, और विशिष्ट संवेदन संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी। डिटेक्टर की उच्च विशिष्ट संवेदन संवेदनशीलता का अर्थ है कि यह बहुत कमजोर ऑप्टिकल सिग्नलों का पता लगाने के लिए उपयुक्त है।

5. क्वांटम दक्षता Q ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर का एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता पैरामीटर है। इसे डिटेक्टर में फोटॉन द्वारा उत्पन्न मात्रात्मक "प्रतिक्रियाओं" की संख्या और प्रकाश संवेदनशील पदार्थ की सतह पर आपतित फोटॉनों की संख्या के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। उदाहरण के लिए, फोटॉन उत्सर्जन पर काम करने वाले प्रकाश सिग्नल डिटेक्टरों के लिए, क्वांटम दक्षता प्रकाश संवेदनशील पदार्थ की सतह से उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉनों की संख्या और सतह पर प्रक्षेपित मापे गए सिग्नल के फोटॉनों की संख्या का अनुपात है। pn जंक्शन अर्धचालक पदार्थ को प्रकाश संवेदनशील पदार्थ के रूप में उपयोग करने वाले ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर में, डिटेक्टर की क्वांटम दक्षता की गणना मापे गए प्रकाश सिग्नल द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन-होल युग्मों की संख्या को आपतित सिग्नल फोटॉनों की संख्या से विभाजित करके की जाती है। ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की क्वांटम दक्षता का एक अन्य सामान्य निरूपण डिटेक्टर की प्रतिक्रियाशीलता Rd के माध्यम से किया जाता है।

6. प्रतिक्रिया समय, मापे गए प्रकाश संकेत की तीव्रता में परिवर्तन के प्रति ऑप्टिकल सिग्नल डिटेक्टर की प्रतिक्रिया गति को दर्शाने वाला 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 "पीक" तक "बढ़ना" होता है, और फिर "पीक" से प्रकाश पल्स की क्रिया के अनुरूप प्रारंभिक "शून्य मान" तक वापस गिरना होता है। मापे गए प्रकाश संकेत की तीव्रता में परिवर्तन के प्रति डिटेक्टर की प्रतिक्रिया का वर्णन करने के लिए, आपतित प्रकाश पल्स द्वारा उत्पन्न विद्युत संकेत की तीव्रता के अपने उच्चतम मान 10% से 90% तक बढ़ने के समय को "वृद्धि समय" कहा जाता है, और विद्युत सिग्नल पल्स तरंग के अपने उच्चतम मान 90% से 10% तक गिरने के समय को "गिरावट समय" या "क्षय समय" कहा जाता है।

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