Другие виды шумов: фотонный, фоновый, технологический и т.Д.

Пороговая чувствительность – уровень светового потока Фп, при котором сигнал равен шуму, то есть

ΔJФ2= ΔJ2ср.

Так как (ΔJ2)1/2 и Фп могут зависеть от площади S

приемника и полосы частот пропускания Δf, то при оценке способности фото

приемники регистрировать слабые световые потоки в качестве параметра ис-

пользуется приведенный пороговый поток

ФП* = ФП/(SΔf)1/2

или обнаружительная способность

D*=1/ФП*.

Значение D*относят обычно к λmax, соответствующей максимальной спектральной чувствительности приемника, к определенной

частоте модуляции (прерывания) светового потока и полосе Δf, (обычно 1 Гц), включающей f, размерность - [D*( λmax, f, Δf)] = м*Гц/Вт.

Оптическая информация в оптоэлектронных устройствах практически сво-

дится к двум видам:

- дискретные сигналы (во времени, пространстве и в спек-

тральной области)

- световые образы.

К приемникам дискретных сигналов предъявляют следующие требования:

1. Высокая чувствительность на заданной длине волны, задаваемой источни-

ком (лазером, излучающим диодом и др.), т.е. высокий КПД.

2. Высокое быстродействие, которое может быть обеспечено выбором физи-

ческих принципов работы, уменьшением значений емкости и сопротивления.

К фотоприемникам световых образов предъявляются следующие требования:

1. Многоэлементность – пространственная разрешающая способность воз-

растает при увеличении числа ячеек.

2. Совместимость фоточувствительного растра с электронной схемой считы-

вания (сканирования) и воспроизведения информации, в оптимальном случае

обе части устройства конструктивно и технологически объединены.

3. Широкий спектр (например, видимый диапазон).

4. Режим фотонного накопления – смена воспроизводимых образов доста-

точно инерционна (~1/25 с), но каждая ячейка должна быть быстродействую-

щей.

5. Широкий рабочий динамический диапазон, т.е. приемник должен воспри-

нимать как яркие, так и бледные области.

6. Минимальный уровень шумов.

Болометры

Приборы для измерения энергии излучения, основанные на изменении со-

противления термочувствительного элемента при нагревании вследствие по-

глощения измеряемого потока излучения. Используется для измерения мощности интегрального (суммарного) излучения.

Термочувствительный элемент в болометрах представляет собой тонкий слой

(0,1-1 мкм) металла (Ni, Au, Bi и др.), поверхность которого покрыта слоем

черни, имеющий большой коэффициент поглощения в широкой области спек

тра, или полупроводник с большим температурным коэффициентом сопротив-

ления ~ 0,04-0,06 К-1. Размер и форма термочувствительного элемента опреде

ляется природой источника. Обычно он представляет собой две одинаковые полоски, вторая используется для компенсации в основном температурных помех.

Разность температур Δ Т12 преобразуется в разность сопротивлений Δ R, проявляемых в разности токов Δ J и разности напряжений Δ V на нагрузочном сопротивлении.

Металлические элементы в виде фольги или пленки из никеля, золота или

висмута, имеют следующие значения параметров:

Ni Bi

R 5–10 Ом 150–200 Ом

Чувств. 7–10 В/Вт 13–15 В/Вт

τ 0,02 с 0,02 с

Полупроводниковые элементы из NiO, МnO, CоO изготавливаются по тол-

стопленочной технологии. Также используются тонкие пленки полупроводников: кремния, арсенида галлия и др. Для них R ~ 1–10 MОм, чувствительность ~

50–103 В/Вт, τ ~ 1–5 мс.

Чувствительность при охлаждении растет, но в то же

время возрастает инерционность. Перспективными считаются болометры на

основе сверхпроводниковых материалов.

Болометры относятся к приемникам ИК–излучения. Их основное достоинст-

во и основной недостаток заключается в том, что они являются широкополос

ными приемниками излучения постоянной интенсивности.