在許多應(yīng)用中，光電探測(cè)器的性能并不是特別重要。但在某些情況下，檢測(cè)器的靈敏度將成為設(shè)計(jì)過程中的重要因素。

光電二極管和光電晶體管在眾多應(yīng)用中很有用。通過將可見光，紅外光或紫外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光電檢測(cè)器充當(dāng)了光學(xué)領(lǐng)域和電子領(lǐng)域之間的橋梁。

在許多應(yīng)用中，光電探測(cè)器的性能并不是特別重要。例如，可以設(shè)計(jì)基于光電二極管的接近傳感器，以使光源非常強(qiáng)烈或*被遮擋。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)可靠的操作并不困難。

但是，有時(shí)您試圖將系統(tǒng)推向極限。我想到的兩個(gè)例子是遠(yuǎn)程光通信系統(tǒng)和基于IR光電二極管的設(shè)備，該設(shè)備嘗試檢測(cè)長(zhǎng)距離的熱事件。在這種情況下，檢測(cè)器的靈敏度將成為設(shè)計(jì)過程中的重要因素。

什么是D-star？

可以使用稱為D-star（或D*）的參數(shù)方便地比較不同光電探測(cè)器的功能。當(dāng)然，我們無法使用一個(gè)參數(shù)來捕獲光電探測(cè)器性能的每一個(gè)細(xì)節(jié)，但是當(dāng)您的應(yīng)用需要高靈敏度時(shí)，D-star尤其有用，因?yàn)樗鼮槟峁┝艘环N直接比較在某種程度上或多或少可以接受的不同探測(cè)器的方法。給定的應(yīng)用程序。

D-star會(huì)告訴您在固定的活動(dòng)檢測(cè)器區(qū)域（因?yàn)椴⒎撬袡z測(cè)器的尺寸都相同）和特定光波長(zhǎng)（因?yàn)闄z測(cè)器根據(jù)入射輻射的性質(zhì)而做出不同的反應(yīng)）的檢測(cè)器靈敏度。

如您在此圖中看到的，TeledyneJudsonTechnologies制造的砷化銦探測(cè)器，響應(yīng)度受入射輻射波長(zhǎng)的影響很大。在較高波長(zhǎng)下，溫度也是一個(gè)重要因素。

D-star的正式定義是有效面積的平方根（A，以cm2表示）除以噪聲等效功率（NEP）：

從NEP到D-Star

NEP是相當(dāng)于檢測(cè)器本底噪聲的光強(qiáng)度。換句話說，檢測(cè)器本身會(huì)產(chǎn)生一定量的噪聲，而NEP會(huì)告訴您將產(chǎn)生相同量信號(hào)的光量。因此，如果用對(duì)應(yīng)于NEP的光量照亮檢測(cè)器，則SNR將為1。考慮NEP的另一種方法如下：它是可以檢測(cè)到的小光功率，因?yàn)橹钡饺肷涔饬康竭_(dá)NEP信號(hào)才從噪聲中發(fā)出。這意味著較低的NEP對(duì)應(yīng)較高的靈敏度。

請(qǐng)記住，您看到的噪聲量（通常不僅僅是從光電探測(cè)器發(fā)出的噪聲）取決于“您看起來有多快”。換句話說，噪聲量受系統(tǒng)帶寬的影響。NEP是相對(duì)于特定噪聲帶寬定義的。

了解NEP非常重要，因?yàn)镈-star實(shí)際上只是NEP的延伸；它使用給定檢測(cè)器的NEP的倒數(shù)，并將其歸一化為1cm2的有效區(qū)域。如果檢測(cè)器尺寸不是您的應(yīng)用中的主要考慮因素，則可以使用NEP比較檢測(cè)器：較低的NEP意味著更高的靈敏度。如果要使用一個(gè)占檢測(cè)器面積的度量，則需要D-star，并且請(qǐng)注意，由于D-star使用NEP的倒數(shù)，因此D-star越高，靈敏度越高。

此圖傳達(dá)了Hamamatsu制造的銻化銦（InSb）傳感器的典型D-star值。當(dāng)探測(cè)器處于寒冷環(huán)境中時(shí)，InSb的性能更好，這就是為什么D-star值隨溫度升高而降低的原因。

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