ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ફોટોડિટેક્ટરના મૂળભૂત લાક્ષણિક પરિમાણો

ઓપ્ટિકલ સિગ્નલના મૂળભૂત લાક્ષણિક પરિમાણોફોટોડિટેક્ટર:

ફોટોડિટેક્ટરના વિવિધ સ્વરૂપોની તપાસ કરતા પહેલા, ની ઓપરેટિંગ કામગીરીના લાક્ષણિક પરિમાણોઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ફોટોડિટેક્ટરસારાંશ આપવામાં આવે છે. આ લાક્ષણિકતાઓમાં પ્રતિભાવ, સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિભાવ, અવાજ સમકક્ષ શક્તિ (NEP), ચોક્કસ તપાસ અને ચોક્કસ તપાસનો સમાવેશ થાય છે. ડી*), ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા અને પ્રતિભાવ સમય.

1. રિસ્પોન્સિવિટી Rd નો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ રેડિયેશન એનર્જી માટે ઉપકરણની પ્રતિભાવ સંવેદનશીલતાને દર્શાવવા માટે થાય છે. તે આઉટપુટ સિગ્નલ અને ઘટના સિગ્નલના ગુણોત્તર દ્વારા રજૂ થાય છે. આ લાક્ષણિકતા ઉપકરણની અવાજની લાક્ષણિકતાઓને પ્રતિબિંબિત કરતી નથી, પરંતુ માત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઊર્જાને વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરવાની કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. તેથી, તે ઘટના પ્રકાશ સંકેતની તરંગલંબાઇ સાથે બદલાઈ શકે છે. વધુમાં, પાવર રિસ્પોન્સ લાક્ષણિકતાઓ પણ લાગુ પૂર્વગ્રહ અને આસપાસના તાપમાનનું કાર્ય છે.

2. સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિભાવ લાક્ષણિકતા એ એક પરિમાણ છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની પાવર રિસ્પોન્સ લાક્ષણિકતા અને ઘટના ઓપ્ટિકલ સિગ્નલના તરંગલંબાઇ કાર્ય વચ્ચેના સંબંધને લાક્ષણિકતા આપે છે. વિવિધ તરંગલંબાઇઓ પર ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ફોટોડિટેક્ટર્સની સ્પેક્ટરલ રિસ્પોન્સ લાક્ષણિકતાઓ સામાન્ય રીતે "સ્પેક્ટ્રલ રિસ્પોન્સ કર્વ" દ્વારા જથ્થાત્મક રીતે વર્ણવવામાં આવે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે વળાંકમાં માત્ર ઉચ્ચતમ સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિસાદ લાક્ષણિકતાઓ ચોક્કસ મૂલ્ય દ્વારા માપાંકિત કરવામાં આવે છે, અને અન્ય સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિસાદ લાક્ષણિકતાઓ વિવિધ તરંગલંબાઇઓ પર સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિભાવ લાક્ષણિકતાઓના ઉચ્ચતમ મૂલ્યના આધારે સામાન્ય સંબંધિત મૂલ્યો દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

3. જ્યારે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા જનરેટ થયેલ આઉટપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ ઉપકરણના આંતરિક અવાજ વોલ્ટેજ સ્તરની બરાબર હોય ત્યારે અવાજની સમકક્ષ શક્તિ એ ઘટના પ્રકાશ સિગ્નલ પાવર છે. તે મુખ્ય પરિબળ છે જે ન્યૂનતમ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલની તીવ્રતા નક્કી કરે છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા માપી શકાય છે, એટલે કે, તપાસ સંવેદનશીલતા.

4. વિશિષ્ટ તપાસ સંવેદનશીલતા એ એક લાક્ષણિક પરિમાણ છે જે ડિટેક્ટરની ફોટોસેન્સિટિવ સામગ્રીની અંતર્ગત લાક્ષણિકતાઓને દર્શાવે છે. તે સૌથી ઓછી ઘટના ફોટોન વર્તમાન ઘનતાને રજૂ કરે છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા માપી શકાય છે. તેનું મૂલ્ય માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલના તરંગલંબાઇ ડિટેક્ટરની ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ (જેમ કે આસપાસના તાપમાન, લાગુ પૂર્વગ્રહ, વગેરે) અનુસાર બદલાઈ શકે છે. ડિટેક્ટર બેન્ડવિડ્થ જેટલી મોટી, ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર એરિયા જેટલો મોટો, અવાજની સમકક્ષ શક્તિ NEP જેટલી નાની અને ચોક્કસ ડિટેક્શન સંવેદનશીલતા વધારે. ડિટેક્ટરની ઉચ્ચ વિશિષ્ટ તપાસ સંવેદનશીલતાનો અર્થ એ છે કે તે ખૂબ નબળા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોની તપાસ માટે યોગ્ય છે.

5. ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા Q એ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરનું બીજું મહત્વનું લાક્ષણિકતા પરિમાણ છે. તેને ડિટેક્ટરમાં ફોટોમોન દ્વારા ઉત્પાદિત માત્રાત્મક "પ્રતિસાદો" ની સંખ્યાના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે અને પ્રકાશસંવેદનશીલ સામગ્રીની સપાટી પર બનેલા ફોટોનની સંખ્યા. ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન ઉત્સર્જન પર કાર્યરત લાઇટ સિગ્નલ ડિટેક્ટર માટે, ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા એ પ્રકાશસંવેદનશીલ સામગ્રીની સપાટી પરથી ઉત્સર્જિત ફોટોઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અને સપાટી પર અંદાજિત માપેલા સિગ્નલના ફોટોનની સંખ્યાનો ગુણોત્તર છે. ફોટોસેન્સિટિવ મટિરિયલ તરીકે pn જંકશન સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલનો ઉપયોગ કરીને ઑપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરમાં, ડિટેક્ટરની ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા માપવામાં આવેલા લાઇટ સિગ્નલ દ્વારા પેદા થતા ઇલેક્ટ્રોન હોલ જોડીની સંખ્યાને ઘટના સિગ્નલ ફોટોનની સંખ્યા દ્વારા વિભાજિત કરીને ગણવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતાની બીજી સામાન્ય રજૂઆત ડિટેક્ટરની રિસ્પોન્સિવિટી Rd દ્વારા થાય છે.

6. માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલની તીવ્રતામાં ફેરફાર માટે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની પ્રતિભાવ ગતિને દર્શાવવા માટે પ્રતિભાવ સમય એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. જ્યારે માપેલ લાઇટ સિગ્નલને લાઇટ પલ્સના સ્વરૂપમાં મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડિટેક્ટર પર તેની ક્રિયા દ્વારા પેદા થતા પલ્સ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલની તીવ્રતાને ચોક્કસ પ્રતિભાવ સમય પછી અનુરૂપ "શિખર" પર "વધવાની" જરૂર છે, અને " પીક" અને પછી પ્રકાશ પલ્સની ક્રિયાને અનુરૂપ પ્રારંભિક "શૂન્ય મૂલ્ય" પર પાછા આવો. માપેલા લાઇટ સિગ્નલની તીવ્રતામાં ફેરફાર માટે ડિટેક્ટરના પ્રતિભાવનું વર્ણન કરવા માટે, જ્યારે ઘટના પ્રકાશ પલ્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત સંકેતની તીવ્રતા તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય 10% થી 90% સુધી વધે છે તે સમયને "ઉદય" કહેવામાં આવે છે. સમય", અને જ્યારે વિદ્યુત સિગ્નલ પલ્સ વેવફોર્મ તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય 90% થી 10% સુધી ઘટે છે તે સમયને "પતનનો સમય" અથવા "સડો સમય" કહેવામાં આવે છે.

7. પ્રતિભાવ રેખીયતા એ અન્ય મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા પરિમાણ છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરના પ્રતિભાવ અને ઘટના માપેલા પ્રકાશ સંકેતની તીવ્રતા વચ્ચેના કાર્યાત્મક સંબંધને દર્શાવે છે. તેને નું આઉટપુટ જરૂરી છેઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરમાપેલ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલની તીવ્રતાની ચોક્કસ શ્રેણીમાં પ્રમાણસર હોવું. તે સામાન્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે ઇનપુટ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલની તીવ્રતાની નિર્દિષ્ટ શ્રેણીની અંદર ઇનપુટ-આઉટપુટ રેખીયતામાંથી ટકાવારી વિચલન એ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની પ્રતિભાવ રેખીયતા છે.