Calculadora Fotocorriente debida a la luz incidente.

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Detectores ópticos

Acciones CV de Transmisión Óptica

Medidas de transmisión

Parámetros de fibra óptica

✖La potencia incidente respecto a la óptica es la cantidad de potencia óptica (energía luminosa) que incide en el fotodetector.ⓘ Poder incidente [P_o]			+10% -10%
✖El coeficiente de reflexión es un parámetro que describe la cantidad de onda reflejada por una discontinuidad de impedancia en el medio de transmisión.ⓘ Coeficiente de reflexión [r]			+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 coeficiente de absorción es una medida de la facilidad con la que un material absorbe energía radiante. Puede definirse en términos de unidad de espesor, unidad de masa o por átomo de un absorbente.ⓘ Coeficiente de absorción [α_ab]			+10% -10%
✖El ancho de la región de absorción se refiere al ancho de la región de la fibra óptica donde las moléculas del núcleo y el revestimiento de la fibra absorben la luz y la convierten en calor.ⓘ Ancho de la región de absorción [d_ab]			+10% -10%

✖La fotocorriente es la corriente eléctrica producida por el fotodetector cuando se expone a la luz.ⓘ Fotocorriente debida a la luz incidente. [I_p]

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Fórmula

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Fotocorriente debida a la luz incidente.

Fórmula

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

Ejemplo

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

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Fotocorriente debida a la luz incidente. Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

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))
I_p = (P_o*[Charge-e]*(1-r))/([hP]*f)*(1-exp(-α_ab*d_ab))
Esta fórmula usa 2 Constantes, 1 Funciones, 6 Variables

Constantes utilizadas

[Charge-e] - carga de electrones Valor tomado como 1.60217662E-19
[hP] - constante de planck Valor tomado como 6.626070040E-34

Funciones utilizadas

exp - En una función exponencial, el valor de la función cambia en un factor constante por cada cambio de unidad en la variable independiente., exp(Number)

Variables utilizadas

Corriente fotoeléctrica - (Medido en Amperio) - La fotocorriente es la corriente eléctrica producida por el fotodetector cuando se expone a la luz.
Poder incidente - (Medido en Vatio) - La potencia incidente respecto a la óptica es la cantidad de potencia óptica (energía luminosa) que incide en el fotodetector.
Coeficiente de reflexión - El coeficiente de reflexión es un parámetro que describe la cantidad de onda reflejada por una discontinuidad de impedancia en el medio de transmisión.
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.
Coeficiente de absorción - El coeficiente de absorción es una medida de la facilidad con la que un material absorbe energía radiante. Puede definirse en términos de unidad de espesor, unidad de masa o por átomo de un absorbente.
Ancho de la región de absorción - (Medido en Metro) - El ancho de la región de absorción se refiere al ancho de la región de la fibra óptica donde las moléculas del núcleo y el revestimiento de la fibra absorben la luz y la convierten en calor.

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

Poder incidente: 1.75 Microvatio --> 1.75E-06 Vatio (Verifique la conversión aquí)
Coeficiente de reflexión: 0.25 --> No se requiere conversión
Frecuencia de luz incidente: 20 hercios --> 20 hercios No se requiere conversión
Coeficiente de absorción: 2.011 --> No se requiere conversión
Ancho de la región de absorción: 2.201 nanómetro --> 2.201E-09 Metro (Verifique la conversión aquí)

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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))

Evaluar ... ...

I_p = 0.0702353567505259

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

0.0702353567505259 Amperio -->70.2353567505259 Miliamperio (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

70.2353567505259 ≈ 70.23536 Miliamperio <-- Corriente fotoeléctrica

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Vaidehi Singh

Facultad de Ingeniería de Prabhat (PEC), Uttar Pradesh

¡Vaidehi Singh ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por parminder singh

Universidad de Chandigarh (CU), Punjab

¡parminder singh ha verificado esta calculadora y 600+ más calculadoras!

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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

Fotocorriente debida a la luz incidente. Fórmula

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