Calculadora Número promedio de fotones detectados

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Parámetros de fibra óptica

✖La eficiencia cuántica representa la probabilidad de que un fotón incidente en el fotodetector genere un par electrón-hueco, lo que dará lugar a una fotocorriente.ⓘ Eficiencia cuántica [η]			+10% -10%
✖La potencia óptica promedio recibida es una medida del nivel de potencia óptica promedio recibido por un fotodetector o receptor óptico en un sistema de comunicación o cualquier aplicación óptica.ⓘ Potencia óptica promedio recibida [P_ou]			+10% -10%
✖El período de tiempo generalmente se refiere a la duración o intervalo de tiempo entre dos eventos o momentos específicos con una BER de 10ⓘ Periodo de tiempo [τ]			+10% -10%
✖La frecuencia de la luz incidente es una medida de cuántos ciclos (oscilaciones) de la onda electromagnética ocurren por segundo.ⓘ Frecuencia de luz incidente [f]			+10% -10%

✖El número promedio de fotones detectados se refiere al número esperado o medio de fotones que registra o mide un detector de fotones durante un cierto período de tiempo o dentro de un experimento específico.ⓘ Número promedio de fotones detectados [z_m]

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Fórmula

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Número promedio de fotones detectados

Fórmula

`"z"_{"m"} = ("η"*"P"_{"ou"}*"τ")/("f"*"[hP]")`

Ejemplo

`"20.61516"=("0.3"*"6.5e-11pW"*"14.01ns")/("20Hz"*"[hP]")`

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Número promedio de fotones detectados Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Número promedio de fotones detectados = (Eficiencia cuántica*Potencia óptica promedio recibida*Periodo de tiempo)/(Frecuencia de luz incidente*[hP])
z_m = (η*P_ou*τ)/(f*[hP])
Esta fórmula usa 1 Constantes, 5 Variables

Constantes utilizadas

[hP] - constante de planck Valor tomado como 6.626070040E-34

Variables utilizadas

Número promedio de fotones detectados - El número promedio de fotones detectados se refiere al número esperado o medio de fotones que registra o mide un detector de fotones durante un cierto período de tiempo o dentro de un experimento específico.
Eficiencia cuántica - La eficiencia cuántica representa la probabilidad de que un fotón incidente en el fotodetector genere un par electrón-hueco, lo que dará lugar a una fotocorriente.
Potencia óptica promedio recibida - (Medido en Vatio) - La potencia óptica promedio recibida es una medida del nivel de potencia óptica promedio recibido por un fotodetector o receptor óptico en un sistema de comunicación o cualquier aplicación óptica.
Periodo de tiempo - (Medido en Segundo) - El período de tiempo generalmente se refiere a la duración o intervalo de tiempo entre dos eventos o momentos específicos con una BER de 10
Frecuencia de luz incidente - (Medido en hercios) - La frecuencia de la luz incidente es una medida de cuántos ciclos (oscilaciones) de la onda electromagnética ocurren por segundo.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Eficiencia cuántica: 0.3 --> No se requiere conversión
Potencia óptica promedio recibida: 6.5E-11 Picovatio --> 6.5E-23 Vatio (Verifique la conversión aquí)
Periodo de tiempo: 14.01 nanosegundo --> 1.401E-08 Segundo (Verifique la conversión aquí)
Frecuencia de luz incidente: 20 hercios --> 20 hercios No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

z_m = (η*P_ou*τ)/(f*[hP]) --> (0.3*6.5E-23*1.401E-08)/(20*[hP])

Evaluar ... ...

z_m = 20.6151608986011

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

20.6151608986011 --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

20.6151608986011 ≈ 20.61516 <-- Número promedio de fotones detectados

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Santhosh Yadav

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), banglore

¡Santhosh Yadav ha creado esta calculadora y 50+ más calculadoras!

Verificada por Passya Saikeshav Reddy

ESCUELA DE INGENIERÍA CVR (RCV), India

¡Passya Saikeshav Reddy ha verificado esta calculadora y 10+ más calculadoras!

< 25 Detectores ópticos Calculadoras

SNR del receptor ADP de fotodiodo Good Avalanche en decibeles

Vamos Relación señal-ruido = 10*log10((Factor de multiplicación^2*Corriente fotoeléctrica^2)/(2*[Charge-e]*Ancho de banda posterior a la detección*(Corriente fotoeléctrica+Corriente oscura)*Factor de multiplicación^2.3+((4*[BoltZ]*Temperatura*Ancho de banda posterior a la detección*1.26)/Resistencia de carga)))

Fotocorriente debida a la luz incidente.

Vamos Corriente fotoeléctrica = (Poder incidente*[Charge-e]*(1-Coeficiente de reflexión))/([hP]*Frecuencia de luz incidente)*(1-exp(-Coeficiente de absorción*Ancho de la región de absorción))

Probabilidad de detectar fotones

Vamos Probabilidad de encontrar un fotón = ((Varianza de la función de distribución de probabilidad^(Número de fotones incidentes))*exp(-Varianza de la función de distribución de probabilidad))/(Número de fotones incidentes!)

Exceso de factor de ruido de avalancha

Vamos Exceso de factor de ruido de avalancha = Factor de multiplicación*(1+((1-Coeficiente de ionización de impacto)/Coeficiente de ionización de impacto)*((Factor de multiplicación-1)/Factor de multiplicación)^2)

Corriente total del fotodiodo

Vamos Corriente de salida = Corriente oscura*(exp(([Charge-e]*Voltaje del fotodiodo)/(2*[BoltZ]*Temperatura))-1)+Corriente fotoeléctrica

Ganancia óptica de fototransistores

Vamos Ganancia óptica del fototransistor = (([hP]*[c])/(Longitud de onda de la luz*[Charge-e]))*(Corriente del colector del fototransistor./Poder incidente)

Número promedio de fotones detectados

Vamos Número promedio de fotones detectados = (Eficiencia cuántica*Potencia óptica promedio recibida*Periodo de tiempo)/(Frecuencia de luz incidente*[hP])

Cambio de fase de paso único a través del amplificador Fabry-Perot

Vamos Cambio de fase de un solo paso = (pi*(Frecuencia de luz incidente-Frecuencia resonante de Fabry-Perot))/Rango espectral libre del interferómetro Fabry-Pérot

Corriente de ruido cuadrático medio total

Vamos Corriente de ruido cuadrático medio total = sqrt(Ruido total del disparo^2+Ruido de corriente oscura^2+Corriente de ruido térmico^2)

Potencia óptica promedio recibida

Vamos Potencia óptica promedio recibida = (20.7*[hP]*Frecuencia de luz incidente)/(Periodo de tiempo*Eficiencia cuántica)

Potencia Total Aceptada por Fibra

Vamos Potencia Total Aceptada por Fibra = Poder incidente*(1-(8*Desplazamiento axial)/(3*pi*Radio del núcleo))

Fotocorriente multiplicada

Vamos Fotocorriente multiplicada = Ganancia óptica del fototransistor*Responsividad del fotodetector*Poder incidente

Efecto de la temperatura sobre la corriente oscura

Vamos Corriente oscura en temperatura elevada = Corriente oscura*2^((Temperatura cambiada-Temperatura anterior)/10)

Fotodiodo máximo 3 dB de ancho de banda

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = Velocidad del portador/(2*pi*Ancho de la capa de agotamiento)

Tasa de fotones incidentes

Vamos Tasa de fotones incidentes = Potencia óptica incidente/([hP]*Frecuencia de onda de luz)

Ancho de banda máximo de 3 dB del fotodetector de metales

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = 1/(2*pi*Tiempo de tránsito*Ganancia fotoconductora)

Penalización por ancho de banda

Vamos Ancho de banda posterior a la detección = 1/(2*pi*Resistencia de carga*Capacidad)

Punto de corte de longitud de onda larga

Vamos Punto de corte de longitud de onda = [hP]*[c]/Energía de banda prohibida

Tiempo de tránsito más largo

Vamos Tiempo de tránsito = Ancho de la capa de agotamiento/Velocidad de deriva

Eficiencia cuántica del fotodetector

Vamos Eficiencia cuántica = Número de electrones/Número de fotones incidentes

Factor de multiplicación

Vamos Factor de multiplicación = Corriente de salida/Fotocorriente inicial

Tasa de electrones en el detector

Vamos Tasa de electrones = Eficiencia cuántica*Tasa de fotones incidentes

Ancho de banda de 3 dB de fotodetectores metálicos

Vamos Ancho de banda máximo de 3 dB = 1/(2*pi*Tiempo de tránsito)

Tiempo de tránsito con respecto a la difusión de transportistas minoritarios

Vamos Tiempo de difusión = Distancia^2/(2*Coeficiente de difusión)

Detectividad del fotodetector

Vamos Detective = 1/Potencia equivalente de ruido

Número promedio de fotones detectados Fórmula

Número promedio de fotones detectados = (Eficiencia cuántica*Potencia óptica promedio recibida*Periodo de tiempo)/(Frecuencia de luz incidente*[hP])
z_m = (η*P_ou*τ)/(f*[hP])

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