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探测器响应的线性度及量子效率优化策略

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:而每秒产生的光电子数为因此,量子效率为一般小于1。线性度是辐射功率的复杂函数,为了表征探测器的实际响应曲线接近拟合直线的程度,通常用非线性误差δ来度量式中,Δmax是实际响应曲线与理想曲线的最大偏差,I1、I2分别是线性区的最小与最大响应值。

探测器响应的线性度及量子效率优化策略

1.量子效率

在某一特定波长上每秒钟产生的光电子数目与入射光量子数目之比。单个光子能量hν,单位波长内的辐通量Φ,故而光量子流速率为

这就是每秒入射的光量子数。而每秒产生的光电子数为

因此,量子效率为

一般小于1。对于有增益的光电探测器,如光电倍增管(MPT)和雪崩光电二极管(APD),会远大于1。(www.xing528.com)

2.线性

描述光电探测器输出信号与输入信号保持线性关系的程度的参量,它指出了探测器输出的信号与输入的光信号通量之间保持线性的程度和范围。探测器线性的下限一般由器件的暗电流和噪声因素所决定,上限由饱和效应与过载所决定。光电探测器的线性区还与其工作状态有很大关系,如偏置电压、光信号调制频率、信号输出电路等。当一个探测器以光电信号输出时,如以运算放大器作为负载(作电流—电压转换输出),在很大的范围内可保持线性关系。而如以100kΩ电阻作负载,线性范围可能很小。所以,要得到宽的线性范围,必须使探测器工作在最佳工作状态。

线性度是辐射功率的复杂函数,为了表征探测器的实际响应曲线接近拟合直线的程度,通常用非线性误差δ来度量

式中,Δmax是实际响应曲线与理想曲线的最大偏差,I1、I2分别是线性区的最小与最大响应值。

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