특정 검출도

이 기사는 주제와 너무 밀접하게 연관된 출처에 과도하게 의존할 수 있으며, 잠재적으로 기사가 검증 가능하고 중립적인 것을 방해할 수 있다. 신뢰할 수 있는 독립적인 타사 소스에 대한 보다 적절한 인용문으로 대체하여 이를 개선하십시오.(2018년 10월) (이 템플릿 메시지를 제거하는 방법 및 시기 알아보기)

광검출기에 대한 특정 검출성(D*)은 성능의 특성화에 사용되는 공적의 수치로서, 센서 영역 및 주파수 대역폭의 제곱근당 정규화된 소음 등가 전력(NEP)의 역수와 같다(통합 시간의 2배 증가).

Specific detectivity is given by ${\displaystyle D^{*}={\frac {\sqrt {A\Delta f}}{NEP}}}$, where ${\displaystyle A}$ is the area of the photosensitive region of the detector, ${\displaystyle \Delta f}$ is the bandwidth, and NEP the noise equivalent power in units [W]. 일반적으로 존스 단위(${\displaystyle c}$ ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle \cdot }$ ${\displaystyle H\sqrt{}}$ ${\displaystyle \sqrt{z}}$/ W ${\displaystyle cm\cdot {\sqrt {Hz}/W$로 표현되는데, 원래 정의한 로버트 클라크 존스를 기리기 위해서입니다.^[1][2]

Given that noise-equivalent power can be expressed as a function of the responsivity ${\displaystyle {\mathfrak {R}}}$ (in units of ${\displaystyle A/W}$ or ${\displaystyle V/W}$) and the noise spectral density ${\displaystyle S_{n}}$ (in units of ${\displaystyle A/Hz^$${1/2}}$ or ${\displaystyle V/Hz^{1/2}}$) as ${\displaystyle NEP={\frac {S_{n}}{\mathfrak {R}}}}$, it is common to see the specific detectivity expressed as ${\displaystyle D^{*}={\frac {{\mathfrak {R}}\cdot {\sqrt {A}}}{S_{n}}}}$.

종종 장치에 존재하는 상대적 소음 수준의 관점에서 특정 검출도를 표현하는 것이 유용하다. 일반적인 표현은 다음과 같다.

${\displaystyle D^{*}={\frac {q\lambda \eta \eta \{hc}\왼쪽[{\frac {4kT}{R_{0}A}+2q^{2}}\eta \Phi _{b}\right]^{-1/2}}$

q를 전자충전으로서, $\lambda {\displaystyle }$ ${\displaystyle \lambda }$은(는) 관심 파장, h는 플랑크의 상수, c는 빛의 속도, k는 볼츠만의 상수, T는 검출기의 ${\displaystyle {온도\mathrm{}}_{}}$, R 0$$A {\$displaystyle R_{$}A}$A}$는 동적 저항 영역 제품(흔히 실험적으로 측정되나 exp)이다$$.소음 수준 가정에서는 그럴 수 있음), $\eta {\displaystyle }$ ${\displaystyle \eta }$은(는) 디바이스의 양자 효율이며$$, $\phi {\displaystyle {\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle b_{}}$ ${\$는 광자/초/cm²의 소스(흔히 검은 몸체)의 총 플럭스다$$.

검출도 측정

검출도는 알려진 파라미터를 사용하여 적절한 광학 설정에서 측정할 수 있다. 주어진 대치 거리에서 알려진 방사조도를 가진 알려진 광원이 필요할 것이다. 들어오는 광원은 일정한 주파수에서 잘린 다음 주어진 프레임 수에 걸쳐 주어진 시간 상수에 걸쳐 각 파장을 통합할 것이다.

세부적으로 $\Delta {\displaystyle \mathrm{}}$ f {\$displaystyle \Delta$ f$} 대역폭$을 ${\displaystyle \mathrm{통합}}$ 시간 상수 ${\displaystyle t_{}}$ $c{\displaystyle {}_{}}$ ${\$에서 직접$$ 계산한다$.$

${\displaystyle \Delta f={\frac {1}{2t_{c}}}}}}$

다음으로 $N{\displaystyle }$ {\$displaystyle N}$ 프레임$$ 집합에서 평균 신호 및 rms 노이즈를 측정해야 한다. 이 작업은 계측기에 의해 직접 수행되거나 후 처리로 수행된다.

${\displaystyle{\text}}{{\text{avg}}={\frac {1}{1}{{N}}{{n}^{\sum _{N}}}{\text{{i}}{\big )}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$

${\displaystyle{\text{noise}_{\text{rms}}={\sqrt{1}{{{N}\sum _{i}^{{\text}}-{{{i}-{\text{Signal}}}_{\text{avg}}}^{2}}:}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$

이제 W/sr/cm²에서$$ 광도 $H{\displaystyle }$ ${\displaystyle H}$의 연산은 cm²가 방출 영역인 곳에서 계산되어야 한다. 다음, 배출 영역은 투사 영역과 고체 각도로 전환되어야 한다. 이 제품을 흔히 에텐듀라고 부른다. 이 단계는 검출기에서 광자/s/cm²의 정확한 개수를 알 수 있는 보정된 선원을 사용하면 방지할 수 있다. 이를 알 수 없는 경우 흑체방사방정식, 검출기 활성 영역 ${\displaystyle A_{}}$ d ${\$ 및$$ 에텐듀를 사용하여 추정할 수 있다. 이는 궁극적으로 방출 영역의 W/sr/cm²에서 검은색 본체의 나가는 광도를 검출기에서 관찰되는 W 중 하나로 변환한다.

광대역 응답성은 이 와트에 의해 가중되는 신호일 뿐이다.

${\displaystyle R={\frac {{\text{Signal}_{\text{avg}}}{{\text}}}{{}}}}{HG}}={\frac {{\text{Signal}}_{\text{avg}}}{\intDhA_{d}d\Oomega _{BB}}}}}}}}}$

어디에

• ${\displaystyle R}$ ${\displaystyle R}$은 신호/W 단위(또는 때로는 V/W 또는 A/W 단위)의 반응도 입니다$$.
• ${\displaystyle H}$ ${\displaystyle H}$은(는) 방출 영역의 W/sr/cm²에 있는 검은색 본체(또는 광원)에서 방출되는 광선이다.
• ${\displaystyle G}$ ${\displaystyle G}$은(는) 발광 소스와 검출기 표면 사이의 총 통합 에엔드입니다.
• ${\displaystyle a_{}}$ d ${\$은(는) 검출기 영역이다.
• ${\displaystyle {\mathrm{\Omega }}_{}}$ ${\displaystyle B_{}}$ ${\displaystyle B_{}}$ ${\$은 검출기 표면에 연결하는 선을 따라 투사되는 선원의 솔리드 각이다.

이 미터법에서 소음 등가 동력은 반응도에 대한 소음 수준을 취함으로써 계산할 수 있다.

${\displaystyle {\text{NEP}}={\frac {{\text{Noise}_{\text{rms}}}{R}}}{\frac {{\text{Noise}}}{\text{rms}}{\text{Signal}}_{\text{\text}}}}}}}}}}}}}}}}{\text{\text{\text{\cext{\cext}}}}}}}}}}}}}HG}$

마찬가지로 소음 등가 방사조도는 신호 단위 대신 광자/s/W 단위로 반응도를 사용하여 계산할 수 있다. 이제 검출성은 단순히 대역폭과 검출기 영역에 정규화된 소음 등가 전력이다.

${\displaystyle D^{*}={\frac {\sqrt {\Delta fA_{d}}{\text}{\text}NEP}}={\frac {\sqrt {\Delta fA_{d}}}{{d}}}}{HG}{\frac {{\text{{Signal}}_{\text{avg}}}{{\text{Noise}}{\text{rms}}}}}}}$

참조

이 문서에는 일반 서비스 관리 문서의 공용 도메인 자료가 포함되어 있다. "Federal Standard 1037C".