Các thông số đặc tính cơ bản của bộ tách sóng quang tín hiệu quang

Các thông số đặc tính cơ bản của tín hiệu quangbộ tách sóng quang:

Trước khi kiểm tra các dạng khác nhau của bộ tách sóng quang, các thông số đặc trưng về hiệu suất hoạt động củabộ tách sóng quang tín hiệu quangđược tóm tắt. Những đặc điểm này bao gồm độ phản hồi, phản hồi quang phổ, công suất tương đương tiếng ồn (NEP), khả năng phát hiện cụ thể và khả năng phát hiện cụ thể. D*), hiệu suất lượng tử và thời gian đáp ứng.

1. Độ phản hồi Rd được sử dụng để mô tả độ nhạy phản ứng của thiết bị đối với năng lượng bức xạ quang học. Nó được biểu thị bằng tỷ lệ tín hiệu đầu ra và tín hiệu sự cố. Đặc tính này không phản ánh đặc tính nhiễu của thiết bị mà chỉ phản ánh hiệu quả chuyển đổi năng lượng bức xạ điện từ thành dòng điện hoặc điện áp. Do đó, nó có thể thay đổi theo bước sóng của tín hiệu ánh sáng tới. Ngoài ra, đặc tính đáp ứng công suất cũng là một hàm của độ lệch ứng dụng và nhiệt độ môi trường.

2. Đặc tính đáp ứng phổ là tham số đặc trưng cho mối quan hệ giữa đặc tính đáp ứng công suất của bộ tách tín hiệu quang và hàm bước sóng của tín hiệu quang tới. Các đặc tính đáp ứng quang phổ của bộ tách sóng quang tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau thường được mô tả định lượng bằng “đường cong phản ứng quang phổ”. Cần lưu ý rằng chỉ các đặc tính đáp ứng phổ cao nhất trong đường cong mới được hiệu chỉnh bằng giá trị tuyệt đối và các đặc tính đáp ứng phổ khác ở các bước sóng khác nhau được biểu thị bằng các giá trị tương đối được chuẩn hóa dựa trên giá trị cao nhất của đặc tính đáp ứng phổ.

3. Công suất nhiễu tương đương là công suất tín hiệu ánh sáng tới cần thiết khi điện áp tín hiệu đầu ra do bộ dò tín hiệu quang tạo ra bằng mức điện áp nhiễu vốn có của chính thiết bị. Đây là yếu tố chính quyết định cường độ tín hiệu quang tối thiểu có thể đo được bằng bộ dò tín hiệu quang, tức là độ nhạy phát hiện.

4. Độ nhạy phát hiện cụ thể là thông số đặc trưng đặc trưng cho các đặc tính vốn có của vật liệu cảm quang của máy dò. Nó đại diện cho mật độ dòng photon tới thấp nhất có thể đo được bằng máy dò tín hiệu quang. Giá trị của nó có thể thay đổi tùy theo điều kiện hoạt động của máy dò bước sóng của tín hiệu ánh sáng đo được (chẳng hạn như nhiệt độ môi trường, độ lệch ứng dụng, v.v.). Băng thông của máy dò càng lớn thì diện tích của máy dò tín hiệu quang càng lớn, công suất nhiễu tương đương NEP càng nhỏ và độ nhạy phát hiện cụ thể càng cao. Độ nhạy phát hiện cụ thể cao hơn của máy dò có nghĩa là nó phù hợp để phát hiện các tín hiệu quang yếu hơn nhiều.

5. Hiệu suất lượng tử Q là một thông số đặc trưng quan trọng khác của máy dò tín hiệu quang. Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa số lượng “phản ứng” có thể định lượng được tạo ra bởi photomon trong máy dò với số lượng photon tới trên bề mặt vật liệu cảm quang. Ví dụ, đối với máy dò tín hiệu ánh sáng hoạt động dựa trên sự phát xạ photon, hiệu suất lượng tử là tỷ lệ giữa số lượng quang điện tử phát ra từ bề mặt vật liệu cảm quang với số lượng photon của tín hiệu đo được chiếu lên bề mặt. Trong máy dò tín hiệu quang sử dụng vật liệu bán dẫn tiếp giáp pn làm vật liệu cảm quang, hiệu suất lượng tử của máy dò được tính bằng cách chia số cặp lỗ electron do tín hiệu ánh sáng đo được tạo ra cho số lượng photon tín hiệu tới. Một cách biểu diễn phổ biến khác về hiệu suất lượng tử của máy dò tín hiệu quang là bằng độ phản hồi Rd của máy dò.

6. Thời gian đáp ứng là thông số quan trọng để mô tả tốc độ phản hồi của bộ dò tín hiệu quang đối với sự thay đổi cường độ của tín hiệu ánh sáng đo được. Khi tín hiệu ánh sáng đo được được điều chế thành dạng xung ánh sáng, cường độ của tín hiệu điện xung được tạo ra do tác động của nó lên máy dò cần phải “tăng” lên “đỉnh” tương ứng sau một thời gian phản hồi nhất định và từ “ đỉnh” và sau đó quay trở lại “giá trị 0” ban đầu tương ứng với hoạt động của xung ánh sáng. Để mô tả phản ứng của máy dò đối với sự thay đổi cường độ của tín hiệu ánh sáng đo được, thời điểm cường độ tín hiệu điện được tạo ra bởi xung ánh sáng tới tăng từ giá trị cao nhất từ ​​10% đến 90% được gọi là “tăng”. thời gian” và thời điểm dạng sóng xung tín hiệu điện giảm từ giá trị cao nhất từ ​​90% xuống 10% được gọi là “thời gian rơi” hoặc “thời gian suy giảm”.

7. Độ tuyến tính của phản hồi là một tham số đặc tính quan trọng khác mô tả mối quan hệ chức năng giữa phản hồi của bộ dò tín hiệu quang và cường độ của tín hiệu ánh sáng đo tới. Nó yêu cầu đầu ra củamáy dò tín hiệu quangtỷ lệ thuận trong một phạm vi nhất định của cường độ tín hiệu quang đo được. Người ta thường định nghĩa rằng độ lệch phần trăm so với độ tuyến tính đầu vào-đầu ra trong phạm vi chỉ định của cường độ tín hiệu quang đầu vào là độ tuyến tính đáp ứng của bộ dò tín hiệu quang.