Détectivité spécifique

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La détectivité spécifique, ou D*, d'un photodétecteur est un facteur de mérite utilisé pour caractériser ses performances. Elle est égale à l'inverse de la puissance équivalente de bruit (NEP), normalisée par unité de surface :

D^*=\frac{\sqrt{A}}{NEP},

A est la surface photosensible du détecteur.

Son unité commune utilisée est le cm \cdot \sqrt{Hz}. W^-1, aussi appelé Jones, en l'honneur de R. Clark Jones qui a défini cette quantité[1],[2] .

Sachant que la puissance équivalente de bruit peut être exprimée en fonction de la responsivité \mathfrak{R} (unité A/W ou V/W) et de la densité spectrale de bruit S_n (unité A/Hz^{1/2} or V/Hz^{1/2}) par la relation :

NEP=\frac{S_n}{\mathfrak{R}}

il est courant de définir la détectivitépar l'expression :

D^*=\frac{\mathfrak{R}\cdot\sqrt{A}}{S_n}.

Il est également souvent utile d'exprimer la détectivité en termes de niveaux de bruit relatif présent dans le dispositif. Une expression couramment utilisée est :

D^* = \frac{q\lambda \eta}{hc} \left[\frac{4kT}{R_0 A}+2q^2 \eta \Phi_b\right]^{-1/2}

q est la charge électronique, \lambda la longueur d'onde concernée, h la constante de Planck, c la vitesse de la lumière dans le vide, k la constante de Boltzmann, T la température du détecteur (en K), R_0A le produit surface-résistance dynamique à polarisation nulle (souvent mesuré expérimentalement, mais aussi exprimable en termes d'hypothèses de niveau de bruit), \eta l'efficacité quantique du dispositif et \Phi_b le flux total de la source (souvent un corps noir) en photons/sec/cm².

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. R. C. Jones, "Quantum efficiency of photoconductors," Proc. IRIS 2, 9 (1957)
  2. R. C. Jones, "Proposal of the detectivity D** for detectors limited by radiation noise," J. Opt. Soc. Am. 50, 1058 (1960), DOI:10.1364/JOSA.50.001058)