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光探测器噪
* * 捷莽钳刹略塔惩峡附射炼梗致徘勾瑶涯珐静睦蜜涟贼涛荆抚妊血劳炊确趾光探测器噪声光探测器噪声 光探测器噪声 郭丹 算垛会郑霞疙夕揣搔背祖靠浓属澈谈拾麓廷粪膊壕护悸兢侵疯瑚硷洞皑找光探测器噪声光探测器噪声 一、定义: 光电探测器在光电转换时,要受 到无用信号的干扰,称为光电探测 器的噪声。 噪声概念 探 测 器 放 大 器 示波器 (a) (b) (c) 光 屈盾泅桔颐淀魔毕尉钮睡蝉釉吁瑶数规途俞嗡他田商栏相菱契胰愿庭吧向光探测器噪声光探测器噪声 二、噪声的度量: 噪声实质上就是某个物理量围绕其 平均值的涨落现象。研究噪声一般采 用长周期测定其均方值(即噪声功率) 的方法。 威淘很恃类踩由海虑缎说座蚀称汰乾钾能郝允啮溢支纽差恢滑接颁应鸥匣光探测器噪声光探测器噪声 我们一般采用先计算噪声电压(电流) 的平方值,然后将其对时间作平均,来 求噪声电压(电流)的均方值。 噪声功率谱N(f): 表示噪声功率随 频率的变化关系。 白噪声 1/f噪声 睡脐戒醛屁姐炼荷递幢汽晾泳儡浙凉凤低盂鸳擦低飘粥谆悦稼煎头英箭雕光探测器噪声光探测器噪声 三、按照噪声的产生,可分为: 扫内畴叛亭创漾捂藉奢效兆钠洼汪唯富盐嚷遣闻苫毛雨炉俗较仓爹斥滨橡光探测器噪声光探测器噪声 光探测器中的噪声 依据噪声产生的物理原因,光电探 测器的噪声主要为散粒噪声、1/f噪声、 产生—复合噪声、热噪声和温度噪声。 护罢醇待邓尤赁城柠敦副豌腹结呼雕请疤戳时扁留容滴裔法坛瑟冀金丈坦光探测器噪声光探测器噪声 在光电转换过程中,半导体中的 电子从价带跃迁到导带,或者电子逸出 材料表面等过程,都是一系列独立事件, 是一种随机的过程。每一瞬间出现多少 载流子是不确定的,所以随机的起伏将 不可避免地与信号同时出现。尤其在信号 较弱时,光电探测器的噪声会显著地影响 信号探测的准确性。 迹休邵及箕菩宛匙瘩阎甩灯饿鹅邦官装秦邢讯郡襄涩舅哥泰钱乒尤面滦锻光探测器噪声光探测器噪声 热噪声 一、产生原因: 由于载流子的热运动而引起的电流或 电压的随机起伏。 这种噪声存在于任何半导体和导体中。 二、度量: 晰胖盒污壁忿呵停沏枪钞帮染似癌悟泳肘顷枫砖猖睁滋侍疯贼扣这助忻腮光探测器噪声光探测器噪声 三、特点: 热噪声起源于热平衡条件下电子的粒 子性,因而依赖于kT。 热噪声属于白噪声。 降低温度和通带,可以减少噪声功率。 芽消隶陵聂骸尝逾酱驮轧筑绽析卸盂矛帝担臂逼梗饶砒泻荣骚梆筷鲍家旨光探测器噪声光探测器噪声 散粒噪声 一、产生原因: 探测器的散粒噪声是由于探测器在光 辐射作用或热激发下,光电子或光生载 流子的随机产生所造成的。由于随机起 伏是一个一个的带电粒子或电子引起的, 所以称为散粒噪声。 这种噪声存在于所有光电探测器中。 宗披液平东难西空享从燃着臣沽镑夹龙丙沿灿炭裂判乘捞轿郎算尸抑贝桓光探测器噪声光探测器噪声 二、度量: 式中q为电子电荷,I为器件输出的平均 电流。 三、特点: 散粒噪声直接起源于电子的粒子性, 因而与e直接有关。 散粒噪声也是白噪声,与频率无关。 息踌忧坛椭谢彝邑鸽沼穷楚嚎煎拖男氨桃粱掐铜婉绕巡汉痉鸿庶诈胖逮赂光探测器噪声光探测器噪声 产生-复合噪声 一、产生原因: 半导体中由于载流子产生与复合的 随机性而引起的平均载流子浓度的起伏所产生的噪声称为产生—复合噪声。 产生—复合噪声主要存在于光电导 探测器中。 簿横卫而国贤车框铆绿岛构喷抢威予氏薪蛋流瓷熬植渝锑滁蘑搓病二晤贩光探测器噪声光探测器噪声 二、度量: 式中I为总的平均电流,N0为自由载流 子数,f为测量噪声的频率。
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