Характеристики компонентов волоконно-оптических систем передачи (стр. 7 из 11)

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

2. Коротковолновая (длинноволновая) граница спектральной чувствительности

- наименьшая (наибольшая) длина волны монохроматического излучения, при которой монохроматическая чувствительность ФПМ равна 0,1 ее максимального значения.

3. Область спектральной чувствительности

- диапазон длин волн спектральной характеристики, в котором чувствительность ФПМ составляет не менее своего максимального значения.

4.2.5 Геометрические параметры ФПМ

1. Эффективная фоточувствительная площадь ФПМ (А_Эф) ^_ площадь фоточувствительного элемента эквивалентного по сигналу ФПМ, чувствительность которого равномерно распределена по фоточувствительному элементу и равна номинальному значению локальной чувствительности данного ФПМ. Определяется соотношением

где

- номинальное значение локальной чувствительности в точке

(обычно центр чувствительного элемента в ФПМ); А - полная площадь чувствительного элемента ФПМ: - чувствительность к потоку излучения точки на фоточувствительном элементе ФПМ с координатами

2.Плоский угол зрения

- угол в нормальной к фоточувствительному элементу плоскости между направлениями падения параллельного пучка излучения, при которых фотосигнал уменьшается до заданного уровня.

3.Эффективное поле зрения

- телесный угол, определяемый соотношением

где

- напряжение фотосигнала; - азимутальный угол; - угол между направлением падающего излучения и нормалью к фоточувствительному элементу.

4.2.6 Параметры инерционности ФПМ

1. Время нарастания (спада)

или соответственно – ми нимальный интервал времени между точками нормированной переходной (обратной переходной) характеристики со значениями 0,1 и 0,9 соответственно.

2. Время установления переходной характеристики ФПМ по уровню

- минимальное время от начала импульса излучения, по истечении

которого максимальное отклонение нормированной переходной характеристики

от установившегося значения не превышает

3.Предельная частота ФПМ

- частота синусоидально модулированного потока излучения, при которой чувствительность ФПМ падает до значения 0,707 от чувствительности при немодулированном напряжении.

4.Емкость ФПМ С - собственная емкость ФПМ.

4.2.7 Спектральные характеристики ФПМ

1.Спектральная характеристика чувствительности

- зависимость монохроматической чувствительности ФПМ от длины волны регистрируемого потока излучения.

2.Абсолютная спектральная характеристика чувствительности

-зависимость монохроматической чувствительности, измеренной в абсолютных единицах от длины волны регистрируемого потока излучения.

3. Относительная спектральная характеристика чувствительности

зависимость монохроматической чувствительности, отнесенной к значению максимальной монохроматической чувствительности, от длины волны регистрируемого потока излучения.

2.2.8. Основные характеристики зависимости параметров ФПМ

1. Энергетическая характеристика фототока ФПМ

- зависимость фототока от потока или плотности потока излучения, падающего на ФПМ.

2. Энергетическая характеристика напряжения

(тока I фотосигнала - зависимость напряжения (тока) фотосигнала от потока или плотности потока излучения падающего на ФПМ.

3. Частотная характеристика чувствительности ФПМ

- зависимость чувствительности ФПМ от частоты модуляции потока излучения.

4. Переходная (обратная переходная) нормированная характеристика

- отношение фототока, описывающего реакцию ФПМ в зависимости от

времени, к установившемуся значению фототока при воздействии импульса излучения в форме единичной ступени (при резком прекращении воздействия излучения).

Устройство р-i-п-фотодиода

В предыдущем разделе мы рассмотрели взаимодействие света с ри-переходом. На основе

-переходов функционирует основная масса современных ФПМ. К числу наиболее простых и распространенных ФПМ относятся фотодиоды (ФД). Такие ФД представляют собой трехслойную структуру, в которой между слоями типов находится слаболегированный тонкий слой, или, как говорят, слой с собственной проводимостью. Такая структура позволяет сформировать тонкий высоколегированный ■слой, практически полностью пропускающий падающее излучение, на поверхности слоя с собственной проводимостью типа. Как известно, распространение обедненного слоя внутрь материала пропорционально удельному сопротивлению материала; особенно широк этот слой, следовательно, на границах

Обратного напряжения в несколько вольт достаточно, чтобы обедненная область распространилась на весь

слой. Ширина слоя выбирается таким

Рис. 2.20.Конструкция и диаграмма, поясняющие действие

фотодиода:

а - структура

фотодиода; б - распределение заряда в -структуре; в – распределение напряженности поля в структуре; г - распределение потенциала в обратносмещенной

структуре

образом, чтобы обеспечить практически полное поглощение падающего излучения, что позволяет получить высокую квантовую эффективность. Поперечное сечение

фотодиода, а также распределение концентраций зарядов, напряженности электрического поля и потенциала в структуре при обратном смещении, представлено на рис. 2.20. Считая в первом приближении поле внутри слоя однородным, можно записать

где

- напряжение обратного смещения, приложенное к электродам ФД;

- ширина слоя. Собственную емкость ФД можно представить как емкость плоского конденсатора и записать в виде