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噪声等效功率测试(NEP)-东谱实验室

原理:在屏蔽暗场条件下,测量探测器在特定偏压和调制频率下的噪声电压或电流功率谱密度,同时测量其在已知辐射功率下的响应度,将噪声谱密度除以响应度,计算出噪声等效功率,即信噪比为1时所需的最小入射辐射功率。

具体测试对象:

PIN光电二极管、雪崩光电二极管

光电导探测器、测辐射热计、光电倍增管

硅光电倍增管、CCD/CMOS图像传感器像元、超导纳米线单光子探测器等

 

1 项目介绍

原理:在屏蔽暗场条件下,测量探测器在特定偏压和调制频率下的噪声电压或电流功率谱密度,同时测量其在已知辐射功率下的响应度,将噪声谱密度除以响应度,计算出噪声等效功率,即信噪比为1时所需的最小入射辐射功率。

作用:能够定量表征探测器的极限探测能力,提供可直接比较的灵敏度品质因数。可建立NEP与偏压、频率及工作温度的依赖关系;为探测器噪声来源分析提供实验数据支撑;结合探测器面积计算比探测率,指导探测器选型与系统信噪比预估。

 

2 样品要求

探测器须置于电磁屏蔽暗箱内,外壳和测试夹具须可靠接地,以抑制外界电磁耦合。器件偏置电路须采用电池或低纹波电源供电,避免电源纹波叠加至噪声测量链路。待测器件暗态下须工作稳定,暗电流无随时间持续漂移或随机电报噪声。

 

3 常见问题

3.1前置放大器噪声贡献分离。

测量链路中前置放大器的输入噪声电流与电压同时作用于探测器输出阻抗,所测总噪声包含放大器噪声分量,须通过噪声模型提取探测器本征噪声,否则NEP偏大。

3.2背景光子噪声干扰。

对于高灵敏度红外探测器,室温背景辐射涨落引入光子噪声,成为NEP主要成分,须以冷屏限制视场或采用带通滤波,并在测量条件中注明背景光子通量。


噪声等效功率测试(NEP)-东谱实验室
原理:在屏蔽暗场条件下,测量探测器在特定偏压和调制频率下的噪声电压或电流功率谱密度,同时测量其在已知辐射功率下的响应度,将噪声谱密度除以响应度,计算出噪声等效功率,即信噪比为1时所需的最小入射辐射功率。
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