ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ફોટોડિટેક્ટરના મૂળભૂત લાક્ષણિક પરિમાણો

ઓપ્ટિકલ સિગ્નલના મૂળભૂત લાક્ષણિક પરિમાણોફોટોડિટેક્ટર:

ફોટોડિટેક્ટરના વિવિધ સ્વરૂપોની તપાસ કરતા પહેલા, ઓપરેટિંગ કામગીરીના લાક્ષણિક પરિમાણોઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ફોટોડિટેક્ટર્સસારાંશ આપવામાં આવ્યો છે. આ લાક્ષણિકતાઓમાં પ્રતિભાવશીલતા, સ્પેક્ટ્રલ પ્રતિભાવ, અવાજ સમકક્ષ શક્તિ (NEP), ચોક્કસ શોધ અને ચોક્કસ શોધ. D*), ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા અને પ્રતિભાવ સમયનો સમાવેશ થાય છે.

૧. રિસ્પોન્સિવિટી Rd નો ઉપયોગ ઉપકરણની ઓપ્ટિકલ રેડિયેશન ઊર્જા પ્રત્યેની પ્રતિભાવ સંવેદનશીલતાને દર્શાવવા માટે થાય છે. તે આઉટપુટ સિગ્નલ અને ઘટના સંકેતના ગુણોત્તર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. આ લાક્ષણિકતા ઉપકરણની અવાજ લાક્ષણિકતાઓને પ્રતિબિંબિત કરતી નથી, પરંતુ ફક્ત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઊર્જાને વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરવાની કાર્યક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તેથી, તે ઘટના પ્રકાશ સંકેતની તરંગલંબાઇ સાથે બદલાઈ શકે છે. વધુમાં, પાવર પ્રતિભાવ લાક્ષણિકતાઓ પણ લાગુ પૂર્વગ્રહ અને આસપાસના તાપમાનનું કાર્ય છે.

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

3. ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા જનરેટ થતો આઉટપુટ સિગ્નલ વોલ્ટેજ ઉપકરણના જ આંતરિક અવાજ વોલ્ટેજ સ્તર જેટલો હોય ત્યારે જરૂરી ઘટના પ્રકાશ સિગ્નલ પાવર એ અવાજ સમકક્ષ શક્તિ છે. તે મુખ્ય પરિબળ છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા માપી શકાય તેવી ન્યૂનતમ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ તીવ્રતા, એટલે કે શોધ સંવેદનશીલતા નક્કી કરે છે.

4. ચોક્કસ શોધ સંવેદનશીલતા એ એક લાક્ષણિક પરિમાણ છે જે ડિટેક્ટરના પ્રકાશસંવેદનશીલ સામગ્રીની અંતર્ગત લાક્ષણિકતાઓને દર્શાવે છે. તે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર દ્વારા માપી શકાય તેવી સૌથી ઓછી ઘટના ફોટોન વર્તમાન ઘનતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. તેનું મૂલ્ય માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલના તરંગલંબાઇ ડિટેક્ટરની ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ (જેમ કે આસપાસનું તાપમાન, લાગુ પૂર્વગ્રહ, વગેરે) અનુસાર બદલાઈ શકે છે. ડિટેક્ટર બેન્ડવિડ્થ જેટલું મોટું હશે, ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટર ક્ષેત્ર જેટલું મોટું હશે, અવાજ સમકક્ષ શક્તિ NEP જેટલી ઓછી હશે, અને ચોક્કસ શોધ સંવેદનશીલતા જેટલી વધારે હશે. ડિટેક્ટરની ઉચ્ચ ચોક્કસ શોધ સંવેદનશીલતાનો અર્થ એ છે કે તે ખૂબ નબળા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોને શોધવા માટે યોગ્ય છે.

5. ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા Q એ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરનું બીજું એક મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિક પરિમાણ છે. તેને ડિટેક્ટરમાં ફોટોમોન દ્વારા ઉત્પાદિત જથ્થાત્મક "પ્રતિભાવો" ની સંખ્યા અને ફોટોસેન્સિટિવ સામગ્રીની સપાટી પર ફોટોનની ઘટનાની સંખ્યાના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન ઉત્સર્જન પર કાર્યરત પ્રકાશ સિગ્નલ ડિટેક્ટર માટે, ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા એ ફોટોસેન્સિટિવ સામગ્રીની સપાટી પરથી ઉત્સર્જિત ફોટોઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અને સપાટી પર પ્રક્ષેપિત માપેલા સિગ્નલના ફોટોનની સંખ્યાનો ગુણોત્તર છે. pn જંકશન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીનો ફોટોસેન્સિટિવ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરતા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરમાં, ડિટેક્ટરની ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઇલેક્ટ્રોન છિદ્ર જોડીઓની સંખ્યાને ઘટના સિગ્નલ ફોટોનની સંખ્યા દ્વારા વિભાજીત કરીને ગણતરી કરવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતાનું બીજું સામાન્ય પ્રતિનિધિત્વ ડિટેક્ટરની જવાબદારી Rd દ્વારા થાય છે.

6. માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલની તીવ્રતામાં ફેરફાર માટે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની પ્રતિભાવ ગતિ દર્શાવવા માટે પ્રતિભાવ સમય એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. જ્યારે માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલને પ્રકાશ પલ્સના સ્વરૂપમાં મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડિટેક્ટર પર તેની ક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પલ્સ વિદ્યુત સિગ્નલની તીવ્રતા ચોક્કસ પ્રતિભાવ સમય પછી અનુરૂપ "શિખર" સુધી "વધવું" જોઈએ, અને "શિખર" થી અને પછી પ્રકાશ પલ્સની ક્રિયાને અનુરૂપ પ્રારંભિક "શૂન્ય મૂલ્ય" પર પાછા આવવું જોઈએ. માપેલા પ્રકાશ સિગ્નલની તીવ્રતામાં ફેરફાર માટે ડિટેક્ટરના પ્રતિભાવનું વર્ણન કરવા માટે, જ્યારે ઘટના પ્રકાશ પલ્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત સિગ્નલની તીવ્રતા તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય 10% થી 90% સુધી વધે છે તે સમયને "ઉદય સમય" કહેવામાં આવે છે, અને જ્યારે વિદ્યુત સિગ્નલ પલ્સ વેવફોર્મ તેના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય 90% થી 10% સુધી ઘટે છે તે સમયને "પતન સમય" અથવા "ક્ષય સમય" કહેવામાં આવે છે.

7. પ્રતિભાવ રેખીયતા એ બીજો મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા પરિમાણ છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરના પ્રતિભાવ અને ઘટના માપેલા પ્રકાશ સંકેતની તીવ્રતા વચ્ચેના કાર્યાત્મક સંબંધને લાક્ષણિકતા આપે છે. તેને આઉટપુટની જરૂર છેઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરમાપેલા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલની તીવ્રતાની ચોક્કસ શ્રેણીમાં પ્રમાણસર હોવું. સામાન્ય રીતે તે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે ઇનપુટ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ તીવ્રતાની નિર્દિષ્ટ શ્રેણીમાં ઇનપુટ-આઉટપુટ રેખીયતામાંથી ટકાવારી વિચલન એ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ડિટેક્ટરની પ્રતિભાવ રેખીયતા છે.