Что такое координатная характеристика двухэлементного пои? От чего зависит её вид?
Координатная характеристика - пространственная характеристика, определяющая зависимость сигнала на выходе приёмника от координаты изображения (светового пятна)на чувствительном слое. Подходит для координатных приёмников. — зависимость информативного параметра выходного сигнала (чаще всего амплитуды) от координаты изображения. Линейная зона и крутизна этой характеристики, а также координата нулевой точки, в которой выходной сигнал равен нулю, служат параметрами ПИ, у которых выходной сигнал зависит от координаты изображения на чувствительной поверхности ПИ. Отметим, что первые два параметра могут изменяться в зависимости от уровня входного сигнала и закона распределения освещенности в изображении. Большое значение имеет стабильность параметров координатных ПИ (КПИ) при изменении внешних условий, особенно температуры, так как изменение крутизны координатной характеристики или дрейф нулевой точки могут привести к значительным погрешностям в измерении положения изображения, перемещающегося по чувствительному слою ПИ. Минимальное перемещение изображения (разрешающая способность), регистрируемое КПИ, зависит от уровня его шумов, которые у ряда КПИ такие же, как и у обычных ПИ.
Лавинные фотодиоды. Ударная ионизация. Лавинный пробой. Режимы использования. Коэффициент усиления. Счет импульсов. Квантовая эффективность для счета импульсов.
Ударная ионизация – это механизм создания неравновесных носителей за счет соударения электронов, ускоренных в сильном электрическом поле перехода, с нейтральными атомами.
Лавинный пробой — это электрический пробой, при котором нарастание числа участвующих в ударной ионизации носителей заряда происходит лавинообразно. Принцип работы заключается в том, что падающий фотон создаёт электронно-дырочную пару. Электрон, который ускоряется, создаёт дополнительную электронно-дырочную пару посредством ударной ионизации, и возникает эффект лавины.
Квантовая эффективность – отношение возникших электронов к числу поглощённых фотонов, выраженное в процентах. Производители некоторых фотоприемников предпочитают указать чувствительность (в А/Вт), которая связана с квантовой эффективностью соотношением:
отметить, что квантовая эффективность является выражением эффективности только самого лавинного фотодиода, тогда как на квантовую эффективность самого модуля счета фотонов на основе SPAD-диода влияет ряд других факторов, например, электроника может также незначительно влиять на общую производительность.
С какой целью производится пересчет параметров ПОИ? Укажите порядок пересчета параметров ПОИ.
Перечислите виды шумов, присущие многоэлементным приемникам излучения (МПИ).
Шум - хаотический сигнал со случайными амплитудой и частотой.
Шумы одноэлементных приёмников:
Ток шума, напряжение шума, радиационный (фотонный) шум, Тепловой шум, Дробовый шум, Генерационно рекомбинационный шум, Шум мерцания (фликкер эффект), Токовый шум (избыточный, 1/f-шум).
Что мешает уменьшать размеры отдельных чувствительных элементов многоэлементного приемника излучения?
Общий недостаток всех рассмотренных выше МПИ — необходимость раздельно выполнять фоточувствительные элементы и схемы коммутации. Это предопределяет сравнительно большие габаритные размеры и потребляемую мощность фотоприемных устройств на их основе, а также высокий уровень внутренних шумов в проектируемых оптико-электронных приборах.
Фототиристоры. Принцип работы. Основные параметры и характеристики. Применение
Укажите достоинства и недостатки приборов с зарядовой связью.
Какие требования предъявляются к многодиапазонным (многоспектральным) ПОИ?
В отдельную группу выделяют ПОИ, работающие в двух или более спектральных диапазонах. Приемники, работающие в двух более спектральных диапазонах, называют двух- и многоцветными.
Сравните между собой различные типы многоэлементных приемников излучения.
По конструкции
Остальное
Приборы с зарядовой связью. Принципы функционирования
Спектральная чувствительность. Способы повышения чувствительности в УФ и других диапазонах
Способы повышения чувствительности в УФ и других диапазонах
1. Оптимизация материалов:
* Выбор материалов с высокой квантовой эффективностью: Квантовая эффективность (QE) определяет количество фотонов, которые генерируют электрон-дырочную пару в фоточувствительном материале. Выбор материалов с высокой QE в целевом диапазоне длин волн является ключевым для повышения чувствительности. Например, для УФ-диапазона используются материалы с широкой запрещенной зоной, такие как GaN, AlGaN, ZnO, MgO.
* Снижение поглощения и отражения: Применяются антиотражающие покрытия, которые уменьшают отражение света на поверхности детектора, увеличивая количество фотонов, попадающих в фоточувствительную область. Используются также материалы с низким поглощением в целевом диапазоне, чтобы уменьшить потери излучения внутри детектора.
* Увеличение времени жизни носителей заряда: Увеличение времени жизни носителей заряда (электронов и дырок) позволяет им генерировать больший измеримый ток до того, как они рекомбинируют. Этого можно добиться, например, путем уменьшения количества дефектов в материале.
2. Оптимизация конструкции детектора:
* Увеличение площади детектора: Увеличение площади детектора позволяет захватить больше фотонов, увеличивая тем самым чувствительность. Однако увеличение площади может привести к увеличению емкости и снижению скорости.
* Оптимизация геометрии p-n перехода: Изменение геометрии p-n перехода в фотодиодах может улучшить собирание носителей заряда и уменьшить эффект рекомбинации.
* Использование гетероструктур: Применение гетероструктур (структур из разных полупроводниковых материалов) позволяет создать потенциальные барьеры, которые способствуют эффективному разделению и переносу носителей заряда.
* Использование волноводных структур: Внедрение волноводных структур на поверхности детектора позволяет направлять свет в фоточувствительную область, увеличивая количество поглощенных фотонов.
* 3D-структуры: Использование 3D-структур позволяет увеличить эффективную площадь поглощения при сохранении компактных размеров детектора.
3. Схемотехнические решения:
* Усилители с низким уровнем шума: Применение усилителей с низким уровнем собственного шума позволяет усилить слабый сигнал без добавления значительного дополнительного шума.
* Стробирование сигнала: Стробирование позволяет выделять сигнал в определенные временные интервалы, снижая влияние фонового шума.
* Компенсация темнового тока: Компенсация темнового тока уменьшает вклад нежелательных сигналов, которые возникают даже при отсутствии освещения.
* Цифровые фильтры: Применение цифровых фильтров для удаления шума из полученного сигнала.
Принцип действия фотоумножителя
Основные параметры и характеристики ЭОП.
Параметры и характеристики фотоумножителя
Спектральная чувствительность, спектральная характеристика чувствительности и их виды.
