Учебное пособие: Характеристики компонентов волоконно-оптических систем передачи

3.3 Визуальная фотометрия

При определении мощности излучения по производимому им световому ощущению, т.е. по реакции глаза человека, пользуются световым потоком и другими соответствующими величинами (см.табл.1.1). Причем учет чувствительности глаза к различным участкам видимого спектра производится с помощью кривой относительной спектральной световой эффективности У(Х) (старое название - кривая дневной видности) (рис. 1.5).

Для длины волны= 0,555 мкм эта чувствительность максимальна:= 1,0. Различные величины в визуальной фотометрии можно оценить умножением соответствующей энергетической величины на коэффициент где- кривая видности, а - эмпирический коэффициент, который взят из определения канделы*. Тогда

для монохроматического излучения с диной волныможно записать

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

где величинапредставляет 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 видностифункцию относительной спектральной чувст-

вительности детектора

Выражения, аналогичные (1.16) и (1.17), можно записать для любой величиныв визуальной фотометрии из соответствующей ей энергетической величиныТогда для монохроматическогоизлучения

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 потокуили

-  чувствительность к облученности;

-  чувствительность к освещенностиили

-  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.  Напряжениешума 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 частотили 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 чувствительностиили - 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

1.      Длина волны максимума спектральной чувствительности ^.„акс ~ длина волны, соответствующая максимуму спектральной характеристики чувствительности.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10