Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Так как D* равна отношению сигнала к шуму, когда поток в 1 Вт падает на приемник площадью 1 см2, а шум измерен в полосе 1 Гц, она называется удельной обнаружительной способностью. В настоящее время выдвигаются предложения назвать единицу ее измерения (Вт"1 •см*Гц1/'2) джонсом.
1ФП = k (X) Фп (А);
ДЛЯ к А-гпах, КОГДа k (Ящах) 1»
Фп (к) = |ф,
D* = 1/ф; = j/я д/ш/ф„.
514
Поскольку для приемников, порог чувствительности которых ограничен фотонным шумом (ОФ-приемники), величина D* зависит от поля зрения, иногда вводится D**, так, что
D** = (Q/n)WD\
где Q — пространственный угол поля зрения приемника излучения.
Если D* постоянна внутри конуса с половинным углом при вершине 0, т. е. если
Q = п sin2 0,
то
D** — D* sin 0.
Величина D** измеряется в см*Гц1/2-Вт_1-ср1/2. Она была также введена Джонсом, однако еще не нашла широкого распространения. Для приемников, чувствительность которых ограничена фоном (ОФ-приемники), чаще пользуются соотношением
Doo (й) = ?>оф (2ji)/sin 0.
До сих пор нет окончательно согласованной терминологии, касающейся приемников. Например, Хадсон приводит следующее описание приемника, сделанное Джонсом: «Приемник имеет максимальное значение отношения максимальной величины сигнала к среднеквадратическому значению шума, равное 23 дБ, при 45 В на нагрузочном сопротивлении и при температуре излучателя 500 К, имеющего диаметр 25 мм и расположенного на расстоянии 40 см от приемника с чувствительной поверхностью 9 мм2; излучение прерывается вращающимся со скоростью 450 об/с диском с квадратными отверстиями, а шум имеет полосу частот 9 Гц».
Несмотря на громоздкость приведенного описания, в нем нет ничего лишнего и многого не хватает для грамотного выбора и сравнения приемников излучения. Изготовители приемников редко сообщают о них информацию, достаточную для разработчика. Практически разработчик производит предварительный выбор приемника по имеющимся данным, а затем непосредственными измерениями у себя в лаборатории должен получить необходимую информацию о приемнике применительно к своей конкретной схеме.
§ 16. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ
В табл. 24 сообщаются характеристики некоторых приемников излучения. Таблица не может служить основанием для заказа приемника, но позволяет ориентироваться при предварительном выборе подходящего для решения данной задачи типа приемника излучения. Конструктивные особенности приемников излучения
17*
515
Основные параметры приемников излучения и сопоставление их обна
11араметр
Тип приемника Температура приемника Т, К Поле зрения приемника ?2 ср Частота модуляции f, Гц ПоСТОИиНаЯ времени т, с Максимум спектральной характеристики Хт, мкм
Термо- элемент металлический полупроводнико- вый 295 295 л л 5—10 5- 10 30- Ю“3 30- ю-а —
Боло метр металлический полупроводнико- вый сверхпроводящий 295 295 3,7 л л л 30 10 10 10 20- 10- я (1-г 15) 10 а 10- ю -® - —
германиевый глу-бокоо хлаждасмыи 4,23 я “ПГ 10 2-10-3 -
Оптнко-акустичеСкий (пневматический) 295 я 10—20 (20^-40) 10-3 -
Фотоум- ножи тсль с серебряно кис лородно цезиевым фотокатодом с сурьмино-це-зиевым фотокатодом 295 295 я я <10в 10е ю -7 ю-® 0,8±0,1 0,38± ±0,05
Фотовольта и-чсский (фотодиод в вентильном режиме) кремниевый (Si) германиевый (Ge) на основе арсе-нида галлия (GaAs) 295 295 295 я я л 103 I03 10s 5- 10-’ I- :о~7 I- 10-« 0,9 1,5 0,85
Фоторезистор на основе сульфида свинца (PbS) сульфида свинца (PbS) селенида свинца (PbSe) теллурида свинца (РЬТе) антимонида индия (InSb) 295 195 77 77 77 я л я л я ~3~ 0.4- 10э 0.4- 10а 0.4- :о; 0,4- 10я 0,4- 103 (50 -г-150) 10-» (250 -i-800) 10-» (10 4-25) Ю-« (10 -f-25) 10-« (5-МО) 10-« 2.5-2,6 2.6—2,7 4,8—5,2 4,6 —5,0 5,3
Фотовольтаический приемник на основе антимонида индия (InSb) J 77 я ~ 0,4- 10s <ю-® 5,1
516
сл
/
СЛ л* 2.8—3,0 3.2 5.8—6,3 5.3 5.4 о —— о Vj о СЛ о СЛ о СЛ
о ООО р г + + *? ел — — 5 ЬРР >2 »• —- о о С.5о ® — ю — ООО 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 со — о О !
Ь 10м ~ о — — о 00 о о « + + .|. .|. _ (О _ кэ л. ° 222 2 ООО о о S - 5 со СЛ ю ООО « 5 + S Г 1 О о * +
>tb. о N3 — -о ^ — о о о о о 1 to 0 — 0 S9 ® С5 о — • S
°ОФ (кт) с Учетом отсутствия рекомбинации, для поля зрения & §1 & 42 0 §2 0 * ° 2* О * * * “ © СО Е ^ Л Е Ч» с ч Ир г 5 2., = a ^ s к к О »!? о Р << тс “л й *< Г 5 II о 1 3 ^ 1 jgi fp 1 1 1 гр Г II o’* II О3* О © О О со -р О *5^ •"? ¦З5' " Р5 "О о II ч< 11 « « Z « § I §
2000 I — I — I (2 -г 5) 10'
N0 О OO
2 <?
— to + + 00 oo
CD О О ¦ ¦
м О О
С?> С?>
О О
Длинноволновая | а граница (50 %)
Я0, мкм
3 н
-¦'gS
о
2 «э О о О з К
Темповой i . А
OV
togl Ч
>>?й ? 3 о й =
___Предел D* (Хт),
ограниченный фотонным шумом
(295К, Й)00фЯ
о
=
Параметр
Тип приемника Температура приемника T К Поле зрения приемника Q, ср Частота модуляции f, Гц I юстояннаи времени т, с Максимум спектральной характеристики кт, мкм |
Фоторезистор на основе кристалла германия, легированного золотом (Ge : Au) ртутью (Ge : Hg) кадмием (Ge : Cd) цинком (Ge : Zn) медью (Ge : Cu) 60 30 12 5 4,2 л Т я Т я 3 я _3~ я ~3~ 0,4- 103 0,4- 103 0,4- 103 0,4- 103 103 ю-’ 2-10-’ 1-10-’ 2- 10-» 5-10-’ 5.0 10,0 16,0 34.0 23.0
