Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
Для сравнения пороговых потоков ПИ, снятых аппаратурой с различной полосой пропускания и имеющих разные по размерам 'фиемные площадки, вводят понятие порогового потока в единичной полосе и удельного порогового потока.
Пороговым потоком ПИ в единичной полосе частот Фи1 называют среднее квадратическое значение действующего на ПИ синусоидально модулированного потока излучения источника сигнала с заданным спектральным распределением, при котором среднее квадратическое значение напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадратическому значению напряжения (тока) шума в единичной полосе частот (Вт/Гц1/2)
фщ = Фп/Уд?-
Удельным пороговым потоком Ф„ называют пороговый поток ПИ в единичной полосе частот, отнесенный к единичному по площади фоточувствительному элементу [Вт/(см- Гц1/2) ]:
Фп = Фп/]/А/Л.
Иногда пороговую чувствительность ПИ характеризуют поро-совой освещенностью или облученностью Еп, ЕПи Ец.
В качестве полосы пропускания Af берут чаще всего А/эфф — эффективную шумовую полосу пропускания измерительного тракта (Гц):
ОЙ
К* (/) d/
- К2
q 'шах
де К (/) — функция, определяющая зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты; /Сшах — коэффициент усиления на резонансной частоте.
Величину D, обратную пороговому потоку ПИ в заданной ¦единичной) полосе частот, называют обнаружительной пособностью:
D = 1/Фп, 1/Вт; D1 = 1/Фп1, Гц1/2/Вт.
83
Удельная обнаружительная способность (Гц1/2-см/Вт) равна D" = I/Ф’ = 1/Д/эффЛ/Фп = SvV А/ЭффЛ /
Чтобы учитывать влияние фоновых засветок на пороговый поток ПИ, вводят понятие радиационного порогового потока ПИ Фрад. п — порогового потока ПИ в заданной (единичной) полосе частот, шумы которого обусловлены флуктуациями теплового излучения фона заданной температуры.
Пороговые параметры относятся к определенному источнику, по которому их снимают. Для источника с другим спектральным распределением их надо пересчитывать.
При измерении Фп, Фпь Ф?, D, D* в монохроматическом потоке излучения к обозначению добавляют индекс к: Фп*,, Фщ>., Ф2я, Dx, Dl
Паспортные значения порогового потока и обнаружительной способности вычисляют по измеренным SvHHT и Ут. ш или Sj „нт
Т V*r. гг. Т Ф
— —о~ — с"-и — ^1 / ’
ИНТ ^1 ИНТ ' с *с
где Фх — действующее значение потока излучения, Вт (лм).
Удельнуюобнаружительную способность определяют по формуле
Vc Т/Д/эффЛ _ 1 с 1/А/эффА
Временные параметры приемников излучения. Собственные постоянные времени ПИ — тсп и тн: топ — интервал времени после прекращения воздействия излучения, по истечении которого спадающее по экспоненте напряжение фотосигнала уменьшается в е раз; тн — время после начала воздействия излучения, по истечении которого нарастающее по экспоненте напряжение фотосигнала достигает доли 1 — 1/е = 0,63 от своего максимального значения. Разброс тсп и тн для однотипных ПИ не превышает 5—10%. У некоторых ПИ (например, у фоторезисторов) топ тн, так как процесс рекомбинации носителей у них зависит от квадрата их концентрации (или какого-либо другого закона). У фоторезисторов в первом приближении т определяется временем жизни носителей; у фотодиодов — временем пролета носителей от места их образования до р—и-перехода, где они рекомбинируют; у ФЭ и ФЭУ — временем пролета носителей от фотокатода до анода с учетом их неизохронности (не одновременный прилет на анод, что дает затяжку); у тепловых приемников — временем тепловых процессов.
Постоянную времени по фронту нарастания и спада сигнала определяют на установке, все измерительные устройства которой должны удовлетворять требованиям стандарта. В установке мо-
84
дулятор и фотозатвор должны формировать трапецеидальные импульсы излучения с фронтом нарастания или спада импульса ТфР 0,2т, где т — минимальное значение собственной постоянной времени ПИ, взятое из стандартов или технических условий на ПИ. Длительность импульса потока излучения тимп должна быть больше или равна 5т при скважности 2.
Уровень потока излучения
5Фп УД/эффЛ < Фшах < юоФгКд/эффЛ,
причем для RB должно быть RB -< 0,05t$p/C, где С — емкость установки, Ф.
Граничная частота ПИ /гр показывает частоту синусоидально модулированного потока излучения, при которой чувствительность ПИ падает до значения 0,707 от чувствительности при немодулированном излучении за счет его инерционности.
К электрическим параметрам ПИ относятся темновое сопротивление i?T; динамическое сопротивление RD = = dWd/ при заданной облученности; емкость С. Сопротивление и емкость ПИ являются важными параметрами, так как они определяют постоянную времени трел схемой релаксации электрической цепи ПИ (трел = CR), которая может быть больше постоянной времени самого ПИ. От сопротивления ПИ зависит уровень его шумов и схема его согласования с усилителем. Сопротивление ПИ зависит от формы приемной фоточувствительной площадки, от наличия фона и охлаждения.
Темновое сопротивление можно вычислить, зная темновой ток /т и напряжение питания У:
Rii = У//т4-
По значениям RTi можно определить среднее значение темнового сопротивления
П
Rт. ср =:= ? Riilfl" i=1
