raybet雷竞技最新气候白噪声信号
在哪里是积分时间的测量。图9.6展示了图形化的影响整合信号(即减少带宽)的观测信号返回大气激光雷达(光雷达)系统查看从地上垂直向上。这是一个例子,一个活跃的系统,也就是说,包括自己的来源。一个真正的激光雷达系统,用于观察薄的后向散射层云在大气中,使用两个激光器,一个生成传播梁和其他本地振荡器在外差探测系统。随机噪声是降低平均脉冲的数量的平方根,并从噪声信号是清楚地看到新兴。在一个单一的测量,信息几乎失去了在噪声;100年之后脉冲(信噪比改善因子10)明显突出。
浮动。9.6。云upward-viewing红外激光雷达后向散射测量,显示减少噪声通过整合不同时期的信号。对信噪比的影响不同的带宽可以清楚的看到。100年代的停留时间(上),低和高的背散射信号层云可以看出;在1 s测量,这些在很大程度上失去了噪音。
浮动。9.6。云upward-viewing红外激光雷达后向散射测量,显示减少噪声通过整合不同时期的信号。对信噪比的影响不同的带宽可以清楚的看到。100年代的停留时间(上),低和高的背散射信号层云可以看出;在1 s测量,这些在很大程度上失去了噪音。
9.4光子探测器
有两个主要类别的光子探测器,光电导光伏。光电导探测器芯片的半导体的操作依赖于入射光子的激发当前运营商外部电路中流动的影响下一个应用的偏置电压。光伏设备通常是设计的半导体二极管,允许运营商交叉结与势垒时吸收光子而兴奋不已。当这种情况发生时,一个电压出现的终端设备,可直接测量,不需要任何偏见。
光伏设备通常优于光电导的大多数应用程序因为偏差电压是一个不便,以及额外的噪音的来源如果不是很稳定。光导体也消散更多权力,很明显;这是一个进一步的不利地位,因为设备通常需要冷却,耗散使额外要求致冷剂供应或冰箱。此外,下面我们将看到,理想的光电探测器噪声电压低于理想光导设备/ 2的一个因素,另一方面,光电探测器(通常称为光敏二极管)是在实践中更容易噪声源在缺陷引入生产期间,它们的起源,而使他们的先进的进一步进步,光导体仍然广泛使用,特别是在红外波长越长。
两种光电探测器通常提供更高的性能,re-sponsivity而言,棉结,和时间常数,相比,即使是最好的热探测器。然而,他们不会完全取代后者,因为热探测器有很大的优势,他们不需要冷却。他们也有一个几乎一致的性能在很宽的光谱范围,基本上整个红外在大多数情况下——而在特定波长光子探测器峰值大幅和完全切断长波长这个峰值。还有热探测器的实际考虑廉价和健壮,和非常高的性能并不总是必要的。当我们继续分析不同类型检测器的性能的物理特性,我们将建立的标准让我们决定什么检测器类型和特点是最好的对于一个给定的应用程序。
9.4.1的光电导探测器
这些与带隙半导体选择小于,但接近,光子的能量被检测出来。入射辐射然后兴奋过渡到传导带和一个电流偏置电压。在红外波段和房间温度,高压与kT所以也会发生热激发到导带,导致额外的噪声源。探测器通常冷却压制,经常使用液氮水库77 K左右,和带隙调整光子的能量来衡量通过使用不同类型的材料,内在的n型和p型掺杂。
许多光电导探测器是基于“坚实的解决方案”的属性碲化铅锡、碲化镉汞(MCT)。性能最大化的波长可以通过调整不同的混合组件。HgCdxTe (i x),例如,能源(eV)的差距
如x = -0.25 + 1.59 + 0.327 x3 + 5.233 x 10-4T (1 - 2.08 x) (9.21)
其中x是混合物中镉的分数,和T是温度。掺杂锗是另一种常用的材料。
光电导探测器的基本设置类似于图9.2所示的广义测辐射热计,虽然温和(但仍然准确常数)偏见现在几伏的电压就足够了。让(cm-2)是导带电子表面密度的增加产生的光子通量的权力P落在探测器的活性表面积cm2这样
其中n是光子的激发效率和t \传导带载体的生命周期。当前,流动是我= -evlAS (9.23)
安培,e是电子的电荷,其漂移速度v, l的距离在有源元件(l2 =,通常)。因此
G = vt /我被称为光电导增益定义为运营商的数量每成功的光子流在外部电路。可以大于1 G,因为一旦一个激发态已经创建许多运营商可以通过探测器流元素在传导带,直到一个反方向发生转变。
有三个重要的噪声电流源在光导体,并且每个以不同的频率占主导地位。噪音在低频率非常高,由于现象叫做1 / f噪声(或“闪烁”的噪音)。造成这种效果的原因是没有充分理解,允许从任何计算的物理理论。从测量,然而,人们已经发现,斩波频率的噪声功率成反比;所以实际上是可以克服只需切得不够快。几次10 Hz通常是足够的。
GR(产生复合)噪声是由于统计波动可用运营商的数量在任何给定的时刻。统计分析,假设一代和复合随机和独立
为一种内在的探测器在低温下。目前我有两个组件:由感兴趣的辐射,产生的背景辐射系统的其余部分和它的环境。如果探测器上的总功率下降是P
= v ^ L,„。„,高压和噪声等效功率(W Hz-1/2)
即这是信号从目标需要生成一个输出总功率等于噪声诱导的落在探测器。的条件
浮动。9.7。探测能力D *作为波长的函数对几种常见探测器材料用于光导模式。这些都是(左到右)硫化铅(PbS)的温度295 K;锑化铟在77 K (InSb);碲化镉汞在77 K (Hg0.sCd0.2Te);和掺锗镉、铜和锌,分别在液氦温度下(~ 4 K)。室温的理想(背景有限)性能目标也会显示。
浮动。9.7。探测能力D *作为波长的函数对几种常见探测器材料用于光导模式。这些都是(左到右)硫化铅(PbS)的温度295 K;锑化铟在77 K (InSb);碲化镉汞在77 K (Hg0.sCd0.2Te);和掺锗镉、铜和锌,分别在液氦温度下(~ 4 K)。室温的理想(背景有限)性能目标也会显示。
从约翰逊噪声贡献由于电路中电阻可以忽略不计
继续阅读:棉结aA Grv NEP Aav y
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