响应 Responsivity

2022-10-27 16:03:14 浏览:402

定义

入射在光电探测器上的每单位光功率的光电流。

光电二极管或其他类型的光电探测器的响应度(或辐射灵敏度)是在响应的线性区域中确定的产生的光电流与入射(或有时吸收)光功率(忽略噪声影响)的比值。在光电二极管的情况下,响应度通常在光子能量略高于带隙能量的波长区域中最高,而在吸收减少的带隙区域中急剧下降。可以根据

其中h ν是光子能量,η是量子效率,e是基本电荷。

例如,在800nm波长下具有90%量子效率的硅光电二极管,响应度将≈0.58 A / W.其他类型的光电二极管的值基本上总是具有该数量级。

对于雪崩光电二极管和光电倍增管,还有一个额外的内部电流倍增系数,因此可以远高于1 A/W的值。请注意,电流乘法通常不包括在量子效率中。

请注意,响应度一词不能直接应用于光电导检测器(光敏电阻),其中对入射光的响应不是与入射强度成比例的光电流,而是电导率的增加 - 通常具有相当非线性的行为。

响应度通常针对稳定状态定义。当信号频率高于某些检测带宽时,光电二极管响应通常会下降。

通常使用术语敏感性而不是责任感,但不建议这样做,因为该术语也可以具有其他含义。特别是当打算具有明确的定量含义时,应避免这种情况。

响应度通常意味着与波长相关的量,因此考虑单色光。然而,人们可以考虑对具有一定光谱带宽的非单色光的有效响应。

理想情况下,光电探测器应该在其响应度不远低于最高可能值的光谱区域中工作,因为这会导致尽可能低的检测噪声,从而获得高信噪比和高灵敏度。

如果某些探测器具有电压而不是电流输出,则可以将其响应度定义为输出电压和光功率的比值。这导致单位为 V/W(伏特/瓦特)。如果光电二极管与一些产生电压输出的检测器电子器件相结合,则输出电压是光电流乘以所谓的电子器件跨阻。在最简单的情况下,使用分流电阻,然后跨阻是其电阻。

热探测器通常在宽光谱范围内具有较弱的波长依赖性的响应度 - 与光电二极管等光电探测器相反,光电二极管等光电探测器的响应度通常急剧下降,对于带隙能量周围的光子能量。

光检测和表征

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