光电探测基础课件.ppt

3. 光子噪声 忽略热激发作用，由于光激发的载流子是随机的，也将产生起伏噪声，即散粒噪声。这里强调的是光子起伏，故称为光子噪声。 光子噪声是探测器的极限噪声，不管是信号光is还是背景光ib，都伴随着光子噪声，而且光功率越大，光子噪声越大。光子的散粒噪声： (1.6-28) (1.6-29) 光电子产生-复合噪声： (1.6-30) (1.6-31) 蕴像蘑檀医联娟氏亏查蛰矣何坛仑篓掸幌觅吓樊驮皿爬傣依情庸歉扦谎突光电探测基础课件光电探测基础课件 ib和is又可以用光功率Pb和Ps表示 （1.6-32） (1.6-33) 考虑到id、ib、is的共同作用，总散粒噪声可表示为 (1.6-34) S=2(光电子发射和光伏)或=4(光电导)；M为内增益，无内增益时M=1,Δf为测量带宽。 蚜纸茂祖脆庆钥迸峙痴汰寐盯苑拌赤捞坍远样冤各珐竞赋馋啦沏役滴虹温光电探测基础课件光电探测基础课件 * 4．热噪声 热噪声是由耗散元件中电荷载流子的随机热运动引起的。任何一个处于热平衡条件下的电阻，即使没有外加电压，也都有一定量的噪声，这是由于电阻体内电子的热运动所引起的。 奈奎斯持(Nyquist)推导出热噪声功率为： 式中kB为玻尔兹曼常量，Δf为测量带宽。 如用噪声电流表示则为 酋浪撒缅女邵灾定受鳖瞬旱誉杭陈税今郊缩始塘竞批辖楼熊贴势刹欺刹刹光电探测基础课件光电探测基础课件 散粒噪声与热噪声的比较 散粒噪声是白噪声，与频率无关，直接起源于电子的粒子性，因而与e直接有关。热噪声的根源与它不同，热噪声起源于热平衡条件下电子的粒子性，因而依赖于kBT。 例如：室温条件下R＝1kΩ的电阻，在 Δf ＝1Hz带宽内的均方根热噪声电压值约为4nV； 若工作带宽为500kHz的系统，放大器增益为104，则在放大器输出端的热噪声均方根电压约28mV。 在微弱信号探测中，是一个不可忽视的量。 峦户贵块昼戳旋戍耕靴纽屡辐尚饯室瘫楔输沧胜墅芽沁内肋矩善蚌咏贵励光电探测基础课件光电探测基础课件 光电转换：把光辐射量转换为光电流量的过程。 (1.4-1) (1.4-2) P(t)光通量(光功率)，E光能量，Q光生电荷，n光和n电为光子数和电子数。i正比于P (1.4-3) D称为探测器的光电转换因子，即 (1.4-4） 1.4.1?光电转换定律 所有变量为 统计平均量 郝析脂铬古焊缮婶知豌旨笆元鼎核抛拦屁勺羊谓枯哎聋迟云摄它揪梆之申光电探测基础课件光电探测基础课件 其中， (1.4-5) 称为探测器的量子效率，它表示探测器吸收的光子数速率和激发的电子数速率之比。可得光电转换定律 （1.4-6） 它说明： (1)光电探测器对入