ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററുകൾ

ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററുകൾഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ:

വിവിധ രൂപങ്ങളിലുള്ള ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ പരിശോധിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, പ്രവർത്തന പ്രകടനത്തിന്റെ സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററുകൾഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾസംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രതികരണശേഷി, സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണം, ശബ്ദ തുല്യ ശക്തി (NEP), നിർദ്ദിഷ്ട കണ്ടെത്തൽ, നിർദ്ദിഷ്ട കണ്ടെത്തൽ എന്നിവ ഈ സവിശേഷതകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. D*), ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത, പ്രതികരണ സമയം.

1. പ്രതികരണശേഷി Rd എന്നത് ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രതികരണ സംവേദനക്ഷമതയെ ഒപ്റ്റിക്കൽ റേഡിയേഷൻ എനർജിയോടുള്ള സ്വഭാവരൂപീകരണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നലിന്റെയും സംഭവ സിഗ്നലിന്റെയും അനുപാതത്താൽ ഇത് പ്രതിനിധീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ സ്വഭാവം ഉപകരണത്തിന്റെ ശബ്ദ സവിശേഷതകളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നില്ല, മറിച്ച് വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണ ഊർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതധാരയോ വോൾട്ടേജോ ആക്കി മാറ്റുന്നതിന്റെ കാര്യക്ഷമതയെ മാത്രമേ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നുള്ളൂ. അതിനാൽ, സംഭവ പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിനനുസരിച്ച് ഇത് വ്യത്യാസപ്പെടാം. കൂടാതെ, പവർ പ്രതികരണ സവിശേഷതകളും പ്രയോഗിക്കുന്ന ബയസിന്റെയും ആംബിയന്റ് താപനിലയുടെയും ഒരു പ്രവർത്തനമാണ്.

2. സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ സ്വഭാവം എന്നത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പവർ പ്രതികരണ സ്വഭാവവും സംഭവ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യ പ്രവർത്തനവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന ഒരു പാരാമീറ്ററാണ്. വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ സവിശേഷതകൾ സാധാരണയായി "സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ വക്രം" ഉപയോഗിച്ച് അളവനുസരിച്ച് വിവരിക്കുന്നു. വക്രത്തിലെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ സവിശേഷതകൾ മാത്രമേ കേവല മൂല്യം ഉപയോഗിച്ച് കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നുള്ളൂവെന്നും വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിലുള്ള മറ്റ് സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ സവിശേഷതകൾ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ ഉയർന്ന മൂല്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി സാധാരണവൽക്കരിച്ച ആപേക്ഷിക മൂല്യങ്ങളാൽ പ്രകടിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.

3. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഔട്ട്‌പുട്ട് സിഗ്നൽ വോൾട്ടേജ് ഉപകരണത്തിന്റെ തന്നെ അന്തർലീനമായ ശബ്ദ വോൾട്ടേജ് ലെവലിന് തുല്യമാകുമ്പോൾ ആവശ്യമായ സംഭവ പ്രകാശ സിഗ്നൽ പവറാണ് ശബ്ദ തുല്യമായ പവർ. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടർ അളക്കാൻ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ തീവ്രത, അതായത് കണ്ടെത്തൽ സംവേദനക്ഷമത, നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകമാണിത്.

4. ഡിറ്റക്ടറിന്റെ ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ അന്തർലീനമായ സവിശേഷതകളെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന ഒരു സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററാണ് സ്പെസിഫിക് ഡിറ്റക്ഷൻ സെൻസിറ്റിവിറ്റി. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടർ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാൻ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഇൻസിഡന്റ് ഫോട്ടോൺ കറന്റ് സാന്ദ്രതയെ ഇത് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് അതിന്റെ മൂല്യം വ്യത്യാസപ്പെടാം (ഉദാഹരണത്തിന് ആംബിയന്റ് താപനില, പ്രയോഗിച്ച ബയസ് മുതലായവ). ഡിറ്റക്ടർ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വലുതാകുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടർ ഏരിയ വലുതാകും, ശബ്ദത്തിന് തുല്യമായ പവർ NEP ചെറുതായിരിക്കും, കൂടാതെ നിർദ്ദിഷ്ട ഡിറ്റക്ഷൻ സെൻസിറ്റിവിറ്റി കൂടുതലായിരിക്കും. ഡിറ്റക്ടറിന്റെ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ഡിറ്റക്ഷൻ സെൻസിറ്റിവിറ്റി അർത്ഥമാക്കുന്നത് അത് വളരെ ദുർബലമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ കണ്ടെത്തലിന് അനുയോജ്യമാണെന്നാണ്.

5. ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത Q എന്നത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ മറ്റൊരു പ്രധാന സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററാണ്. ഡിറ്റക്ടറിലെ ഫോട്ടോമോൺ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന അളക്കാവുന്ന “പ്രതികരണങ്ങളുടെ” എണ്ണവും ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതമായി ഇത് നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഫോട്ടോൺ എമിഷനിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ലൈറ്റ് സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക്, ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത എന്നത് ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണവും ഉപരിതലത്തിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്ത അളന്ന സിഗ്നലിന്റെ ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതമാണ്. pn ജംഗ്ഷൻ സെമികണ്ടക്ടർ മെറ്റീരിയൽ ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിൽ, അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നൽ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോൺ ഹോൾ ജോഡികളുടെ എണ്ണത്തെ സംഭവ സിഗ്നൽ ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിച്ചാണ് ഡിറ്റക്ടറിന്റെ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത കണക്കാക്കുന്നത്. ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമതയുടെ മറ്റൊരു സാധാരണ പ്രാതിനിധ്യം ഡിറ്റക്ടറിന്റെ റെസ്‌പോൺസിവിറ്റി Rd വഴിയാണ്.

6. അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രത മാറ്റത്തിലേക്കുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രതികരണ വേഗതയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററാണ് പ്രതികരണ സമയം. അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നൽ ഒരു പ്രകാശ പൾസിന്റെ രൂപത്തിലേക്ക് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡിറ്റക്ടറിൽ അതിന്റെ പ്രവർത്തനം വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന പൾസ് വൈദ്യുത സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രത ഒരു നിശ്ചിത പ്രതികരണ സമയത്തിനുശേഷം അനുബന്ധ "പീക്ക്" ലേക്ക് "ഉയരുകയും" "പീക്ക്" ൽ നിന്ന് പ്രകാശ പൾസിന്റെ പ്രവർത്തനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രാരംഭ "പൂജ്യ മൂല്യത്തിലേക്ക്" മടങ്ങുകയും ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രത മാറ്റത്തോടുള്ള ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രതികരണം വിവരിക്കുന്നതിന്, സംഭവ പ്രകാശ പൾസ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രത അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മൂല്യമായ 10% മുതൽ 90% വരെ ഉയരുന്ന സമയത്തെ "ഉയർച്ച സമയം" എന്നും, വൈദ്യുത സിഗ്നൽ പൾസ് തരംഗരൂപം അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മൂല്യമായ 90% മുതൽ 10% വരെ താഴുന്ന സമയത്തെ "വീഴ്ച സമയം" അല്ലെങ്കിൽ "ക്ഷയ സമയം" എന്നും വിളിക്കുന്നു.

7. ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രതികരണവും അളന്ന പ്രകാശ സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രതയും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനപരമായ ബന്ധത്തെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന മറ്റൊരു പ്രധാന സ്വഭാവ പാരാമീറ്ററാണ് പ്രതികരണ രേഖീയത. ഇതിന് ഔട്ട്പുട്ട് ആവശ്യമാണ്ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടർഅളക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ തീവ്രതയുടെ ഒരു നിശ്ചിത പരിധിക്കുള്ളിൽ ആനുപാതികമായിരിക്കുക. ഇൻപുട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ തീവ്രതയുടെ നിർദ്ദിഷ്ട പരിധിക്കുള്ളിലെ ഇൻപുട്ട്-ഔട്ട്പുട്ട് രേഖീയതയിൽ നിന്നുള്ള ശതമാനം വ്യതിയാനം ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഡിറ്റക്ടറിന്റെ പ്രതികരണ രേഖീയതയാണെന്ന് സാധാരണയായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു.