Характеристики компонентов волоконно-оптических систем передачи (стр. 6 из 11)

для монохроматического излучения с диной волны

можно записать

Для непрерывного спектра излучений полный поток можно получить суммированием потоков, соответствующих различным длинам волн спектра

где величина

представляет собой поток заключенный в диа-

пазоне от

Если в качестве пределов интегрирования подставить

значения 0,38 и 0,76 мкм, соответствующие границам видимого диапазона, то можно оценить эффективный поток для человеческого глаза. Аналогичным образом может быть проведена оценка и для любого другого селективного фотодетектора. В этом случае в формулу (1.17) необходимо подставить вместо кривой видности

функцию относительной спектральной чувст-

вительности детектора

Выражения, аналогичные (1.16) и (1.17), можно записать для любой величины

в визуальной фотометрии из соответствующей ей энергетической величины Тогда для монохроматического излучения

а для непрерывного спектра излучений, заключенного между длинами волн

соответственно имеем

В таб. 1.2 приведены оценочные значения величин яркости и освещенности, создаваемых различными источниками света.

4. ПРИЕМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

4.1 Классификация приемников излучения

Приемник оптического излучения (фотоприемник, ФПМ) - это опто-электронный прибор, предназначенный для приема и преобразования оптического излучения в какие-либо другие виды энергии. По механизму преобразования энергии можно разбить на три основные группы (рис. 2.1) [4,5]:

- фотоэлектрические, работающие на основе внутреннего и внешнего фотоэффекта:

- тепловые, преобразующие оптическую энергию сначала в тепловую, а потом в электрическую или какую-либо иную;

- фотохимические, преобразующие энергию излучения в энергию химических реакций.

4.2 Параметры и характеристики ФПМ

Для описания технических свойств ФПМ с целью их эффективного применения разработана система параметров и характеристик - ГОСТ 21934-83 и ГОСТ 20526-82. В этом разделе рассмотрим те из них, которые наиболее важны при разработке электронных устройств на основе оптоэлек-тронных приборов [6, 7].

2.2.1. Параметры напряжений, сопротивлений и токов ФПМ

1.Рабочее напряжение

- постоянное напряжение, приложенное к ФПМ, при котором обеспечиваются номинальные параметры при длительной его работе.

2.Темновой ток

- ток, протекающий через ФПМ при указанном напряжении на нем в отсутствие потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.

3.Фототок

- ток, проходящий через ФПМ при указанном напряжении на нем, обусловленный только воздействием потока излучения с заданным спектральным распределением.

4.Общий ток

- ток ФПМ, состоящий из темнового тока и фототока.

5.Напряжение (ток) фотосигнала

- изменение напряжения (тока) на ФПМ, вызванное действием на ФПМ потока излучения источника фотосигнала.

6.Темновое сопротивление

- сопротивление ФПМ в отсутствие падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

7.Световое сопротивление

- сопротивление ФПМ при воздействии на него потока излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.

Рис. 2.1. Классификация приемников оптического излучения

4.2.2 Параметры чувствительности фотоэлектронных приборов

1. Чувствительность

- отношение изменения значения электрической величины на выходе ФПМ, вызванного падающим на него излучением, к количественной характеристике этого излучения, представленной любой энергетической или фотометрической величиной. Наиболее часто используются:

- чувствительность ФПМ к потоку излучения

;

- чувствительность к световому потоку

или

- чувствительность к облученности

;

- чувствительность к освещенности

или

- вольтовая чувствительность

- токовая чувствительность

2.Интегральная чувствительность

- чувствительность ФПМ к излучению данного спектрального состава.

3.Монохроматическая чувствительность

- чувствительность ФПМ к монохроматическому излучению.

4.Наклон люксометрической характеристики фоторезистора

- тангенс угла наклона линейного участка люксометрической характеристики, построенной в двойном логарифмическом масштабе.

4.2.3 Пороговые и шумовые параметры ФПМ

1. Напряжение

шума ФПМ - среднее квадратичное значение флуктуации напряжения (общего тока) в цепи ФПМ в заданной полосе частот.

2. Порог чувствительности

- среднее квадратичное значение первой гармоники действующего на ФПМ модулированного потока излучения сигнала с заданным спектральным распределением, при котором среднее квадратичное значение первой гармоники напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадратичному значению напряжения (тока) шума в заданной полосе на частоте модуляции потока излучения.

3. Порог чувствительности в единичной полосе частот

или ЫЕР
среднее квадратичное значение первой гармоники действующего на ФПМ
модулированного потока излучения источника фотосигнала с заданным
спектральным распределением, при котором среднее квадратичное значение
первой гармоники напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадра
тичному значению напряжения (тока) шума, приведенному к единичной по
лосе на частоте модуляции потока излучения.

4. Удельный порог чувствительности

или - порог чувствительности, приведенный к единичной полосе частот и единичному по площади фоточувствительному элементу.

5. Обнаружительная способность

- величина, обратная порогу чувст вительности,

6. Удельная обнаружительная способность

- величина, обратная удельному порогу чувствительности,

4.2.4 Параметры спектральной характеристики ФПМ