Fotostrom durch einfallendes Licht Taschenrechner

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Optische Detektoren

CV-Aktionen der optischen Übertragung

Glasfaserparameter

Transmissionsmessungen

✖Die einfallende Leistung in Bezug auf die Optik ist die Menge an optischer Leistung (Lichtenergie), die auf den Fotodetektor einfällt.ⓘ Vorfallleistung [P_o]			+10% -10%
✖Der Reflexionskoeffizient ist ein Parameter, der beschreibt, wie viel einer Welle von einer Impedanzdiskontinuität im Übertragungsmedium reflektiert wird.ⓘ Reflexionsfaktor [r]			+10% -10%
✖Die Frequenz des einfallenden Lichts ist ein Maß dafür, wie viele Zyklen (Schwingungen) der elektromagnetischen Welle pro Sekunde auftreten.ⓘ Häufigkeit des einfallenden Lichts [f]			+10% -10%
✖Der Absorptionskoeffizient ist ein Maß dafür, wie leicht ein Material Strahlungsenergie absorbiert. Sie kann als Einheitsdicke, Einheitsmasse oder pro Atom eines Absorbers definiert werden.ⓘ Absorptionskoeffizient [α_ab]			+10% -10%
✖Die Breite des Absorptionsbereichs bezieht sich auf die Breite des Bereichs in der optischen Faser, in dem Licht absorbiert und von Molekülen im Faserkern und Mantel in Wärme umgewandelt wird.ⓘ Breite des Absorptionsbereichs [d_ab]			+10% -10%

✖Der Fotostrom ist der elektrische Strom, der vom Fotodetektor erzeugt wird, wenn er Licht ausgesetzt wird.ⓘ Fotostrom durch einfallendes Licht [I_p]

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Formel

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Fotostrom durch einfallendes Licht

Formel

`"I"_{"p"} = ("P"_{"o"}*"[Charge-e]"*(1-"r"))/("[hP]"*"f")*(1-exp(-"α"_{"ab"}*"d"_{"ab"}))`

Beispiel

`"70.23536mA"=("1.75µW"*"[Charge-e]"*(1-"0.25"))/("[hP]"*"20Hz")*(1-exp(-"2.011"*"2.201nm"))`

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Fotostrom durch einfallendes Licht Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Fotostrom = (Vorfallleistung*[Charge-e]*(1-Reflexionsfaktor))/([hP]*Häufigkeit des einfallenden Lichts)*(1-exp(-Absorptionskoeffizient*Breite des Absorptionsbereichs))
I_p = (P_o*[Charge-e]*(1-r))/([hP]*f)*(1-exp(-α_ab*d_ab))
Diese formel verwendet 2 Konstanten, 1 Funktionen, 6 Variablen

Verwendete Konstanten

[Charge-e] - Ladung eines Elektrons Wert genommen als 1.60217662E-19
[hP] - Planck-Konstante Wert genommen als 6.626070040E-34

Verwendete Funktionen

exp - Bei einer Exponentialfunktion ändert sich der Wert der Funktion bei jeder Änderung der unabhängigen Variablen um einen konstanten Faktor., exp(Number)

Verwendete Variablen

Fotostrom - (Gemessen in Ampere) - Der Fotostrom ist der elektrische Strom, der vom Fotodetektor erzeugt wird, wenn er Licht ausgesetzt wird.
Vorfallleistung - (Gemessen in Watt) - Die einfallende Leistung in Bezug auf die Optik ist die Menge an optischer Leistung (Lichtenergie), die auf den Fotodetektor einfällt.
Reflexionsfaktor - Der Reflexionskoeffizient ist ein Parameter, der beschreibt, wie viel einer Welle von einer Impedanzdiskontinuität im Übertragungsmedium reflektiert wird.
Häufigkeit des einfallenden Lichts - (Gemessen in Hertz) - Die Frequenz des einfallenden Lichts ist ein Maß dafür, wie viele Zyklen (Schwingungen) der elektromagnetischen Welle pro Sekunde auftreten.
Absorptionskoeffizient - Der Absorptionskoeffizient ist ein Maß dafür, wie leicht ein Material Strahlungsenergie absorbiert. Sie kann als Einheitsdicke, Einheitsmasse oder pro Atom eines Absorbers definiert werden.
Breite des Absorptionsbereichs - (Gemessen in Meter) - Die Breite des Absorptionsbereichs bezieht sich auf die Breite des Bereichs in der optischen Faser, in dem Licht absorbiert und von Molekülen im Faserkern und Mantel in Wärme umgewandelt wird.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Vorfallleistung: 1.75 Mikrowatt --> 1.75E-06 Watt (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Reflexionsfaktor: 0.25 --> Keine Konvertierung erforderlich
Häufigkeit des einfallenden Lichts: 20 Hertz --> 20 Hertz Keine Konvertierung erforderlich
Absorptionskoeffizient: 2.011 --> Keine Konvertierung erforderlich
Breite des Absorptionsbereichs: 2.201 Nanometer --> 2.201E-09 Meter (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

I_p = (P_o*[Charge-e]*(1-r))/([hP]*f)*(1-exp(-α_ab*d_ab)) --> (1.75E-06*[Charge-e]*(1-0.25))/([hP]*20)*(1-exp(-2.011*2.201E-09))

Auswerten ... ...

I_p = 0.0702353567505259

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

0.0702353567505259 Ampere -->70.2353567505259 Milliampere (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

70.2353567505259 ≈ 70.23536 Milliampere <-- Fotostrom

(Berechnung in 00.020 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Vaidehi Singh

Prabhat Engineering College (PEC), Uttar Pradesh

Vaidehi Singh hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Parminder Singh

Chandigarh-Universität (KU), Punjab

Parminder Singh hat diesen Rechner und 600+ weitere Rechner verifiziert!

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SNR des Good Avalanche Photodiode ADP Receivers in Dezibel

Gehen Signal-Rausch-Verhältnis = 10*log10((Multiplikations-Faktor^2*Fotostrom^2)/(2*[Charge-e]*Bandbreite nach der Erkennung*(Fotostrom+Dunkle Strömung)*Multiplikations-Faktor^2.3+((4*[BoltZ]*Temperatur*Bandbreite nach der Erkennung*1.26)/Lastwiderstand)))

Fotostrom durch einfallendes Licht

Gehen Fotostrom = (Vorfallleistung*[Charge-e]*(1-Reflexionsfaktor))/([hP]*Häufigkeit des einfallenden Lichts)*(1-exp(-Absorptionskoeffizient*Breite des Absorptionsbereichs))

Wahrscheinlichkeit, Photonen zu erkennen

Gehen Wahrscheinlichkeit, ein Photon zu finden = ((Varianz der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion^(Anzahl der einfallenden Photonen))*exp(-Varianz der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion))/(Anzahl der einfallenden Photonen!)

Optischer Gewinn von Fototransistoren

Gehen Optische Verstärkung des Fototransistors = (([hP]*[c])/(Wellenlänge des Lichts*[Charge-e]))*(Kollektorstrom des Fototransistors/Vorfallleistung)

Überschüssiger Lawinenlärmfaktor

Gehen Überschüssiger Lawinenlärmfaktor = Multiplikations-Faktor*(1+((1-Stoßionisationskoeffizient)/Stoßionisationskoeffizient)*((Multiplikations-Faktor-1)/Multiplikations-Faktor)^2)

Gesamtstrom der Photodiode

Gehen Ausgangsstrom = Dunkle Strömung*(exp(([Charge-e]*Photodiodenspannung)/(2*[BoltZ]*Temperatur))-1)+Fotostrom

Durchschnittliche Anzahl detektierter Photonen

Gehen Durchschnittliche Anzahl detektierter Photonen = (Quanteneffizienz*Durchschnittliche empfangene optische Leistung*Zeitraum)/(Häufigkeit des einfallenden Lichts*[hP])

Single-Pass-Phasenverschiebung durch Fabry-Perot-Verstärker

Gehen Single-Pass-Phasenverschiebung = (pi*(Häufigkeit des einfallenden Lichts-Fabry-Perot-Resonanzfrequenz))/Freier Spektralbereich des Fabry-Pérot-Interferometers

Gesamter quadratischer Mittelwert des Rauschstroms

Gehen Gesamter quadratischer Mittelwert des Rauschstroms = sqrt(Totales Schussgeräusch^2+Dunkles Stromrauschen^2+Thermischer Rauschstrom^2)

Durchschnittliche empfangene optische Leistung

Gehen Durchschnittliche empfangene optische Leistung = (20.7*[hP]*Häufigkeit des einfallenden Lichts)/(Zeitraum*Quanteneffizienz)

Von Glasfaser akzeptierte Gesamtleistung

Gehen Von Glasfaser akzeptierte Gesamtleistung = Vorfallleistung*(1-(8*Axiale Verschiebung)/(3*pi*Radius des Kerns))

Vervielfachter Photostrom

Gehen Vervielfachter Photostrom = Optische Verstärkung des Fototransistors*Reaktionsfähigkeit des Fotodetektors*Vorfallleistung

Temperatureffekt auf Dunkelstrom

Gehen Dunkler Strom bei erhöhter Temperatur = Dunkle Strömung*2^((Geänderte Temperatur-Vorherige Temperatur)/10)

Maximale Fotodiode 3 dB Bandbreite

Gehen Maximale Bandbreite von 3 dB = Trägergeschwindigkeit/(2*pi*Breite der Verarmungsschicht)