Các thông số đặc trưng cơ bản của tín hiệu quang họcbộ tách sóng quang:
Trước khi xem xét các dạng cảm biến quang khác nhau, cần phải xác định các thông số đặc trưng về hiệu suất hoạt động của chúng.bộ tách sóng quang tín hiệu quangCác đặc điểm này bao gồm độ nhạy, đáp ứng phổ, công suất tương đương nhiễu (NEP), độ nhạy phát hiện cụ thể (D*), hiệu suất lượng tử và thời gian đáp ứng.
1. Độ nhạy Rd được sử dụng để đặc trưng cho độ nhạy phản hồi của thiết bị đối với năng lượng bức xạ quang học. Nó được biểu thị bằng tỷ lệ giữa tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào. Đặc tính này không phản ánh đặc tính nhiễu của thiết bị, mà chỉ phản ánh hiệu suất 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 đầu vào. Ngoài ra, đặc tính đáp ứng công suất cũng là một hàm của điện áp đặt vào và nhiệt độ môi trường xung quanh.
2. Đặc tính đáp ứng phổ là một tham số đặc trưng cho mối quan hệ giữa đặc tính đáp ứng công suất của bộ dò tín hiệu quang và hàm bước sóng của tín hiệu quang tới. Đặc tính đáp ứng phổ của các bộ dò tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau thường được mô tả định lượng bằng “đường cong đáp ứng phổ”. Cần lưu ý rằng chỉ có đặc tính đáp ứng phổ cao nhất trên đường cong được hiệu chuẩn bằng giá trị tuyệt đối, còn 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 tương đương nhiễu là công suất tín hiệu ánh sáng tới cần thiết để điện áp tín hiệu đầu ra do bộ dò tín hiệu quang tạo ra bằng với mức điện áp nhiễu vốn có của chính thiết bị đó. Đây là yếu tố chính quyết định cường độ tín hiệu quang tối thiểu mà bộ dò tín hiệu quang có thể đo được, tức là độ nhạy phát hiện.
4. Độ nhạy phát hiện riêng là một thông số đặc trưng cho các đặc tính vốn có của vật liệu nhạy sáng của bộ детектор. Nó thể hiện mật độ dòng photon tới thấp nhất mà một bộ детектор tín hiệu quang có thể đo được. Giá trị của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của bộ детектор bước sóng của tín hiệu ánh sáng cần đo (chẳng hạn như nhiệt độ môi trường, điện áp đặt vào, v.v.). Băng thông của bộ детектор càng lớn, diện tích bộ детектор tín hiệu quang càng lớn, công suất tương đương nhiễu (NEP) càng nhỏ và độ nhạy phát hiện riêng càng cao. Độ nhạy phát hiện riêng càng cao của bộ детектор 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 bộ dò tín hiệu quang. Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa số lượng "phản hồi" có thể định lượng được do photomon tạo ra trong bộ dò so với số lượng photon chiếu vào bề mặt vật liệu nhạy sáng. Ví dụ, đối với các bộ dò tín hiệu ánh sáng hoạt động dựa trên sự phát xạ photon, hiệu suất lượng tử là tỷ lệ giữa số lượng electron quang điện phát ra từ bề mặt vật liệu nhạy sáng so với số lượng photon của tín hiệu đo được chiếu lên bề mặt. Trong một bộ dò tín hiệu quang sử dụng vật liệu bán dẫn pn làm vật liệu nhạy sáng, hiệu suất lượng tử của bộ dò được tính bằng cách chia số cặp electron-lỗ trống được tạo ra bởi tín hiệu ánh sáng đo được cho số lượng photon tín hiệu chiếu tới. Một cách biểu diễn phổ biến khác của hiệu suất lượng tử của bộ dò tín hiệu quang là thông qua độ nhạy Rd của bộ dò.
6. Thời gian đáp ứng là một thông số quan trọng để đặc trưng cho tốc độ phản hồi của bộ dò tín hiệu quang học đối với sự thay đổi cường độ của tín hiệu ánh sáng đo được. Khi tín hiệu ánh sáng đo được điều biến thành dạng xung ánh sáng, cường độ của tín hiệu điện xung được tạo ra do tác động của nó lên bộ dò cần phải “tăng” lên đến “đỉnh” tương ứng sau một khoảng thời gian đáp ứng nhất định, và từ “đỉnh” đó giảm trở lại “giá trị 0” ban đầu tương ứng với tác động của xung ánh sáng. Để mô tả phản hồi của bộ dò đối với sự thay đổi cường độ của tín hiệu ánh sáng đo được, thời gian khi cường độ của tín hiệu điện được tạo ra bởi xung ánh sáng tới tăng từ giá trị cao nhất là 10% lên 90% được gọi là “thời gian tăng”, và thời gian khi dạng sóng tín hiệu điện xung giảm từ giá trị cao nhất là 90% xuống 10% được gọi là “thời gian giảm” hoặc “thời gian suy giảm”.
7. Tính tuyến tính của đáp ứng là một thông số đặc trưng quan trọng khác, mô tả mối quan hệ chức năng giữa đáp ứng của bộ dò tín hiệu quang và cường độ tín hiệu ánh sáng đo được. Nó đòi hỏi đầu ra của...bộ dò tín hiệu quang họcĐộ tuyến tính của tín hiệu quang đo được phải tỷ lệ thuận trong một phạm vi nhất định. Thông thường, người ta định nghĩa độ lệch phần trăm so với tính tuyến tính đầu vào-đầu ra trong phạm vi xác định của cường độ tín hiệu quang đầu vào là độ tuyến tính đáp ứng của bộ dò tín hiệu quang.
Thời gian đăng bài: 12/08/2024