光信号光検出器の基本特性パラメータ

光信号の基本特性パラメータ光検出器:

様々な形態の光検出器を検討する前に、動作性能の特性パラメータ光信号光検出器要約すると、応答性、スペクトル応答、雑音等価電力（NEP）、比検出能、比検出能、D*）、量子効率、応答時間などの特性が挙げられます。

1. 応答性Rdは、デバイスの光放射エネルギーに対する応答感度を表すために使用されます。これは、出力信号と入射信号の比で表されます。この特性はデバイスのノイズ特性を反映するものではなく、電磁放射エネルギーを電流または電圧に変換する効率のみを反映しています。したがって、Rdは入射光信号の波長によって変化する可能性があります。さらに、電力応答特性は、印加バイアスと周囲温度の関数でもあります。

2. スペクトル応答特性とは、光信号検出器のパワー応答特性と入射光信号の波長関数との関係を特徴付けるパラメータです。異なる波長における光信号検出器のスペクトル応答特性は、通常、「スペクトル応答曲線」によって定量的に記述されます。曲線中の最も高いスペクトル応答特性のみが絶対値で較正され、他の波長におけるスペクトル応答特性は、スペクトル応答特性の最高値を基準とした正規化された相対値で表されることに注意する必要があります。

3. 雑音等価電力とは、光信号検出器によって生成される出力信号電圧が装置自体の固有の雑音電圧レベルに等しいときに必要な入射光信号電力です。これは、光信号検出器が測定できる最小の光信号強度、すなわち検出感度を決定する主な要因です。

4. 比検出感度は、検出器の感光材料の固有の特性を表す特性パラメータです。光信号検出器で測定できる最小の入射光子電流密度を表します。その値は、測定対象光信号の波長検出器の動作条件（周囲温度、印加バイアスなど）に応じて変化する可能性があります。検出器の帯域幅が大きいほど、光信号検出器の面積が大きくなり、雑音等価電力NEPが小さくなり、比検出感度が高くなります。検出器の比検出感度が高いほど、より微弱な光信号の検出に適しています。

5. 量子効率Qは、光信号検出器のもう1つの重要な特性パラメータです。これは、検出器内のフォトモンによって生成される定量化可能な「応答」の数と、感光材料の表面に入射する光子の数の比として定義されます。たとえば、光子放出で動作する光信号検出器の場合、量子効率は、感光材料の表面から放出される光電子の数と、表面に投影された測定信号の光子の数の比です。pn接合半導体材料を感光材料として使用する光信号検出器では、検出器の量子効率は、測定光信号によって生成される電子正孔対の数を入射信号光子の数で割ることによって計算されます。光信号検出器の量子効率を表すもう1つの一般的な方法は、検出器の応答性Rdを使用することです。

6. 応答時間は、光信号検出器が測定対象光信号の強度変化に応答する速度を特徴付ける重要なパラメータです。測定対象光信号が光パルスの形態に変調されると、検出器に対するその作用によって生成されるパルス電気信号の強度は、一定の応答時間後に対応する「ピーク」まで「上昇」し、「ピーク」から光パルスの作用に対応する初期の「ゼロ値」まで低下する必要があります。測定対象光信号の強度変化に対する検出器の応答を説明するために、入射光パルスによって生成される電気信号の強度が最高値の10％から90％まで上昇する時間を「上昇時間」と呼び、電気信号パルス波形が最高値の90％から10％まで低下する時間を「下降時間」または「減衰時間」と呼びます。

7. 応答の直線性は、光信号検出器の応答と入射測定光信号の強度との間の機能的関係を特徴付けるもう一つの重要な特性パラメータである。これは、光信号検出器の出力が光信号検出器測定される光信号の強度の一定範囲内で、入力光信号強度の一定範囲内で入出力直線性からの偏差のパーセンテージが、光信号検出器の応答直線性と定義される。