Stosunek sygnału do szumu (SNR)

STOSUNEK SYGNAŁU DoSZUMU2. Mały sygnał, duży R L (i λ ¿ i 0 i i 0 R L À V T ), wtedySNR ≈i2 λ R L2ei 0 ∆f =i 2 λ2ei 0 ∆f .W tym przypadku równieżSNRniezależy od rezystancji obciażenia ˛ i rośniekwadratowo z mocaoptyczn˛˛ aorazsilniezależy od szumu śrutowego pradu˛ciemnego.3. Mały sygnał, mały R L (i λ ¿ i 0 i i 0 R L ¿ V T ), wtedySNR ≈i2 λ R L2k B T ∆f .W tym obszarze dominujac ˛ a rolę odgrywa szum śrutowy, będacy ˛ wynikiemwystępowania pradu ˛ ciemnego. Zwiększenie R L powoduje co prawda zwiększenieS/N, ale rzutuje to na szybkośćreakcjiukładu, tzn.na czas narastaniai opadania, ponieważ przywzroście rezystancji pracy rośnie stała czasowaRC iodwrotnie.Sygnał optyczny, dla którego SNR = 1 nosi nazwę mocy równoważnejszumowi (ang. noise equivalent power — NEP). NEP jest miara˛czułościdetektora. Na przykład, jeśli P wej = NEP, to dla przypadku 21= (NEPη abse/hν) 22ei 0 ∆fiNEP =hν p2ei0 ∆f.η abs eWartość NEPpodajesięwwatachlubwdBm 2 .Wartość pr˛ adu ciemnego zależy od geometrii detektora. Wprowadza siępojęcie pradu ˛ ciemnego na jednostkę powierzchni detektora J 0 ,takżei 0 = AJ 0 ,czylisNEP = hν 2J 0 A∆f. (2)η abs eZ (2) wynika, że minimalna moc, któramożna ˛ zmierzyć jest proporcjonalnado √ A∆f . Zatem by otrzymać wielkość opisuj˛ acamożliwości ˛detekcyjne2 W tym drugim przypadkumoc optyczna w dbm =10log(P/1 mW) .2

niezależna˛od pasma i powierzchni wprowadza sięwielkośćD ∗ „D gwiazdka”(ang. dee star) —zdolność detekcyjna ˛ (wykrywalność)√ A∆fD ∗ ≡NEP ,czyliD ∗ = η rabs e.hν 2J 0Wielkość D ∗ pozwala na porównanie różnych typów detektorów.Literatura1. Ch. C. Davis, Lasers and electro-optics, Cambridge University Press,Cambridge 1996.2. R. S. Quimby, Photonics and Lasers, J. Wiley & Sons, Inc. New Jersey2006.3. Springer Handbook of Lasers and Optics, ed. F. Träger, Springer, NewYork 2007.3