光検出器のテストにおける重要な項目

重要な項目光検出器テスト

光検出器の帯域幅と立ち上がり時間（応答時間とも呼ばれる）は、検出器の性能評価における重要な項目として、現在多くの光電子工学研究者の注目を集めています。しかしながら、筆者は、これらの2つのパラメータについて全く理解していない人が多いことに気づきました。そこで今回は、JIMu Optoresearchが光検出器の帯域幅と立ち上がり時間について、分かりやすく解説します。

前回の記事では、コアパラメータの選択についてフォトダイオード光検出器の応答速度を測定する上で、立ち上がり時間（τr）と立ち下がり時間（τf）の両方が重要な指標であることを紹介しました。周波数領域の指標である3dB帯域幅は、応答速度に関して立ち上がり時間と密接に関係しています。光検出器の帯域幅BWと応答時間Trの関係は、おおよそ次の式で表すことができます。Tr=0.35/BW。

立ち上がり時間はパルス技術における用語で、信号が1点（通常：Vout*10%）から別の点（通常：Vout*90%）まで上昇する時間を表します。立ち上がり時間信号の立ち上がりエッジの振幅は、一般的に10%から90%まで上昇するのにかかる時間を指します。テスト原理：信号は特定の経路に沿って送信され、別のサンプリングヘッドを使用して遠隔端で電圧パルス値を取得および測定します。

信号の立ち上がり時間は、信号完全性の問題を理解する上で非常に重要です。製品のアプリケーション性能に関連する問題の大部分は、高速光検出器フォトディテクタを選定する際には、立ち上がり時間にも十分注意を払う必要があります。立ち上がり時間が回路性能に大きな影響を与えるという概念を確立することが重要です。たとえ非常に曖昧な範囲であっても、ある一定の範囲内であれば真剣に考慮しなければなりません。この範囲の基準を厳密に定義する必要はなく、実際的な意味もありません。現在のチップ製造技術では、この時間が非常に短くなり、ピコ秒レベルに達していることを覚えておいてください。今こそ、その影響に注意を払うべき時です。

信号立ち上がり時間が短くなると、フォトディテクタの内部信号や出力信号によって引き起こされる反射、クロストーク、軌道崩壊、電磁放射、グランドバウンスなどの問題が深刻化し、ノイズ問題の解決がより困難になります。スペクトル分析の観点から見ると、信号立ち上がり時間の短縮は信号帯域幅の増加に相当し、つまり信号中の高周波成分が増加します。設計を困難にしているのはまさにこれらの高周波成分です。相互接続線は伝送線路として扱う必要があり、これが以前には存在しなかった多くの問題を引き起こしています。

したがって、光検出器のアプリケーションプロセスにおいては、次のような概念を持つ必要があります。光検出器の出力信号に急峻な立ち上がりエッジや深刻なオーバーシュートがあり、信号が不安定な場合、購入した光検出器が信号完全性に関する関連設計要件を満たしておらず、帯域幅と立ち上がり時間のパラメータに関して実際のアプリケーション要件を満たしていない可能性が非常に高いです。JIMU Guangyanの光電検出器製品はすべて、最新の高度な光電チップ、高速演算増幅器チップ、および高精度フィルタ回路を採用しています。お客様の実際のアプリケーション信号特性に基づいて、帯域幅と立ち上がり時間をマッチングします。すべてのステップで信号の完全性を考慮し、帯域幅と立ち上がり時間のミスマッチによって引き起こされる高信号ノイズや不安定性などの一般的な問題を回避します。