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浅析光学传感器的灵敏度

浅析光学传感器的灵敏度-在许多应用中,光电探测器的性能并不是特别重要。但在某些情况下,检测器的灵敏度将成为设计过程中的重要因素。

在许多运用中,光电探测器的功用并不是特别重要。但在某些情况下,检测器的灵敏度将成为规划过程中的重要要素。

光电二极管和光电晶体管在很多运用中很有用。经过将可见光,红外光或紫外光转换为电信号,光电检测器充当了光学范畴和电子范畴之间的桥梁。

在许多运用中,光电探测器的功用并不是特别重要。例如,能够规划依据光电二极管的挨近传感器,以使光源十分激烈或彻底被遮挡。在这种情况下,完成牢靠的操作并不困难。

可是,有时您企图将体系面向极限。我想到的两个比如是长途光通信体系和依据IR光电二极管的设备,该设备测验检测长距离的热事情。在这种情况下,检测器的灵敏度将成为规划过程中的重要要素。

什么是D-star?

能够运用称为D-star(或D*)的参数方便地比较不同光电探测器的功用。当然,咱们无法运用一个参数来捕获光电探测器功用的每一个细节,可是当您的运用需求高灵敏度时,D-star特别有用,因为它为您供给了一种直接比较在某种程度上或多或少能够承受的不同探测器的办法。给定的运用程序。

D-star会告知您在固定的活动检测器区域(因为并非一切检测器的尺度都相同)和特定光波长(因为检测器依据入射辐射的性质而做出不同的反响)的检测器灵敏度。

如您在此图中看到的,TeledyneJudsonTechnologies制作的砷化铟探测器,呼应度受入射辐射波长的影响很大。在较高波长下,温度也是一个重要要素。

D-star的正式界说是有用面积的平方根(A,以cm2表明)除以噪声等效功率(NEP):

从NEP到D-Star

NEP是相当于检测器本底噪声的光强度。换句话说,检测器自身会发生一定量的噪声,而NEP会告知您将发生相同量信号的光量。因而,假如用对应于NEP的光量照亮检测器,则SNR将为1。考虑NEP的另一种办法如下:它是能够检测到的最小光功率,因为直到入射光量抵达NEP信号才从噪声中宣布。这意味着较低的NEP对应较高的灵敏度。

请记住,您看到的噪声量(一般不仅仅是从光电探测器宣布的噪声)取决于“您看起来有多快”。换句话说,噪声量受体系带宽的影响。NEP是相对于特定噪声带宽界说的。

了解NEP十分重要,因为D-star实际上仅仅NEP的延伸;它运用给定检测器的NEP的倒数,并将其归一化为1cm2的有用区域。假如检测器尺度不是您的运用中的首要考虑要素,则能够运用NEP比较检测器:较低的NEP意味着更高的灵敏度。假如要运用一个占检测器面积的衡量,则需求D-star,而且请注意,因为D-star运用NEP的倒数,因而D-star越高,灵敏度越高。

此图传达了Hamamatsu制作的锑化铟(InSb)传感器的典型D-star值。当探测器处于冰冷环境中时,InSb的功用更好,这便是为什么D-star值随温度升高而下降的原因。

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