Photocourant dû à la lumière incidente Calculatrice

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Paramètres de fibre optique

✖La puissance incidente par rapport à l'optique est la quantité de puissance optique (énergie lumineuse) incidente sur le photodétecteur.ⓘ Puissance incidente [P_o]			+10% -10%
✖Le coefficient de réflexion est un paramètre qui décrit la quantité d'onde réfléchie par une discontinuité d'impédance dans le support de transmission.ⓘ Coefficient de reflexion [r]			+10% -10%
✖La fréquence de la lumière incidente est une mesure du nombre de cycles (oscillations) de l’onde électromagnétique qui se produisent par seconde.ⓘ Fréquence de la lumière incidente [f]			+10% -10%
✖Le coefficient d'absorption est une mesure de la facilité avec laquelle un matériau absorbe l'énergie rayonnante. Il peut être défini en termes d’épaisseur unitaire, de masse unitaire ou par atome d’absorbeur.ⓘ Coefficient d'absorption [α_ab]			+10% -10%
✖La largeur de la région d'absorption fait référence à la largeur de la région de la fibre optique où la lumière est absorbée et convertie en chaleur par les molécules situées dans le cœur et la gaine de la fibre.ⓘ Largeur de la région d'absorption [d_ab]			+10% -10%

✖Le photocourant est le courant électrique produit par le photodétecteur lorsqu'il est exposé à la lumière.ⓘ Photocourant dû à la lumière incidente [I_p]

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Formule

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Photocourant dû à la lumière incidente

Formule

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

Exemple

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

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Photocourant dû à la lumière incidente Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Photocourant = (Puissance incidente*[Charge-e]*(1-Coefficient de reflexion))/([hP]*Fréquence de la lumière incidente)*(1-exp(-Coefficient d'absorption*Largeur de la région d'absorption))
I_p = (P_o*[Charge-e]*(1-r))/([hP]*f)*(1-exp(-α_ab*d_ab))
Cette formule utilise 2 Constantes, 1 Les fonctions, 6 Variables

Constantes utilisées

[Charge-e] - Charge d'électron Valeur prise comme 1.60217662E-19
[hP] - constante de Planck Valeur prise comme 6.626070040E-34

Fonctions utilisées

exp - Dans une fonction exponentielle, la valeur de la fonction change d'un facteur constant pour chaque changement d'unité dans la variable indépendante., exp(Number)

Variables utilisées

Photocourant - (Mesuré en Ampère) - Le photocourant est le courant électrique produit par le photodétecteur lorsqu'il est exposé à la lumière.
Puissance incidente - (Mesuré en Watt) - La puissance incidente par rapport à l'optique est la quantité de puissance optique (énergie lumineuse) incidente sur le photodétecteur.
Coefficient de reflexion - Le coefficient de réflexion est un paramètre qui décrit la quantité d'onde réfléchie par une discontinuité d'impédance dans le support de transmission.
Fréquence de la lumière incidente - (Mesuré en Hertz) - La fréquence de la lumière incidente est une mesure du nombre de cycles (oscillations) de l’onde électromagnétique qui se produisent par seconde.
Coefficient d'absorption - Le coefficient d'absorption est une mesure de la facilité avec laquelle un matériau absorbe l'énergie rayonnante. Il peut être défini en termes d’épaisseur unitaire, de masse unitaire ou par atome d’absorbeur.
Largeur de la région d'absorption - (Mesuré en Mètre) - La largeur de la région d'absorption fait référence à la largeur de la région de la fibre optique où la lumière est absorbée et convertie en chaleur par les molécules situées dans le cœur et la gaine de la fibre.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Puissance incidente: 1.75 Microwatt --> 1.75E-06 Watt (Vérifiez la conversion ici)
Coefficient de reflexion: 0.25 --> Aucune conversion requise
Fréquence de la lumière incidente: 20 Hertz --> 20 Hertz Aucune conversion requise
Coefficient d'absorption: 2.011 --> Aucune conversion requise
Largeur de la région d'absorption: 2.201 Nanomètre --> 2.201E-09 Mètre (Vérifiez la conversion ici)

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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))

Évaluer ... ...

I_p = 0.0702353567505259

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

0.0702353567505259 Ampère -->70.2353567505259 Milliampère (Vérifiez la conversion ici)

RÉPONSE FINALE

70.2353567505259 ≈ 70.23536 Milliampère <-- Photocourant

(Calcul effectué en 00.020 secondes)

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Crédits

Créé par Vaidehi Singh

Collège d'ingénieurs Prabhat (PEC), Uttar Pradesh

Vaidehi Singh a créé cette calculatrice et 25+ autres calculatrices!

Vérifié par Parminder Singh

Université de Chandigarh (UC), Pendjab

Parminder Singh a validé cette calculatrice et 600+ autres calculatrices!

< 25 Détecteurs optiques Calculatrices

SNR du bon récepteur ADP à photodiode à avalanche en décibels

Aller Rapport signal sur bruit = 10*log10((Facteur de multiplication^2*Photocourant^2)/(2*[Charge-e]*Bande passante post-détection*(Photocourant+Courant sombre)*Facteur de multiplication^2.3+((4*[BoltZ]*Température*Bande passante post-détection*1.26)/Résistance à la charge)))

Photocourant dû à la lumière incidente

Aller Photocourant = (Puissance incidente*[Charge-e]*(1-Coefficient de reflexion))/([hP]*Fréquence de la lumière incidente)*(1-exp(-Coefficient d'absorption*Largeur de la région d'absorption))

Probabilité de détecter des photons

Aller Probabilité de trouver un photon = ((Variance de la fonction de distribution de probabilité^(Nombre de photons incidents))*exp(-Variance de la fonction de distribution de probabilité))/(Nombre de photons incidents!)

Facteur de bruit d’avalanche excessif

Aller Facteur de bruit d’avalanche excessif = Facteur de multiplication*(1+((1-Coefficient d'ionisation d'impact)/Coefficient d'ionisation d'impact)*((Facteur de multiplication-1)/Facteur de multiplication)^2)

Gain optique des phototransistors

Aller Gain optique du phototransistor = (([hP]*[c])/(Longueur d'onde de la lumière*[Charge-e]))*(Courant collecteur du phototransistor/Puissance incidente)

Courant total de photodiode

Aller Courant de sortie = Courant sombre*(exp(([Charge-e]*Tension des photodiodes)/(2*[BoltZ]*Température))-1)+Photocourant

Nombre moyen de photons détectés

Aller Nombre moyen de photons détectés = (Efficacité quantique*Puissance optique reçue moyenne*Période de temps)/(Fréquence de la lumière incidente*[hP])

Déphasage à passage unique via un amplificateur Fabry-Perot

Aller Déphasage en un seul passage = (pi*(Fréquence de la lumière incidente-Fréquence de résonance Fabry – Perot))/Gamme spectrale libre de l'interféromètre Fabry-Pérot

Courant de bruit quadratique moyen total

Aller Courant de bruit quadratique moyen total = sqrt(Bruit total de tir^2+Bruit de courant sombre^2+Courant de bruit thermique^2)

Puissance optique reçue moyenne

Aller Puissance optique reçue moyenne = (20.7*[hP]*Fréquence de la lumière incidente)/(Période de temps*Efficacité quantique)

Puissance totale acceptée par la fibre

Aller Puissance totale acceptée par la fibre = Puissance incidente*(1-(8*Déplacement axial)/(3*pi*Rayon du noyau))

Effet de la température sur le courant d'obscurité

Aller Courant sombre à température élevée = Courant sombre*2^((Température modifiée-Température précédente)/10)

Photocourant multiplié

Aller Photocourant multiplié = Gain optique du phototransistor*Réactivité du photodétecteur*Puissance incidente

Bande passante maximale de la photodiode 3 dB

Aller Bande passante maximale de 3 dB = Vitesse du porteur/(2*pi*Largeur de la couche d'épuisement)

Taux de photons incidents

Aller Taux de photons incidents = Puissance optique incidente/([hP]*Fréquence de l'onde lumineuse)

Bande passante maximale de 3 dB du photodétecteur de métaux

Aller Bande passante maximale de 3 dB = 1/(2*pi*Temps de transport*Gain photoconducteur)

Point de coupure de longue longueur d'onde

Aller Point de coupure de longueur d'onde = [hP]*[c]/Énergie de bande interdite

Pénalité de bande passante

Aller Bande passante post-détection = 1/(2*pi*Résistance à la charge*Capacitance)

Temps de transit le plus long

Aller Temps de transport = Largeur de la couche d'épuisement/Vitesse de dérive

Efficacité quantique du photodétecteur

Aller Efficacité quantique = Nombre d'électrons/Nombre de photons incidents

Facteur de multiplication

Aller Facteur de multiplication = Courant de sortie/Photocourant initial

Taux d'électrons dans le détecteur

Aller Taux d'électrons = Efficacité quantique*Taux de photons incidents

Bande passante de 3 dB des photodétecteurs de métaux

Aller Bande passante maximale de 3 dB = 1/(2*pi*Temps de transport)

Temps de transit par rapport à la diffusion des transporteurs minoritaires

Aller Temps de diffusion = Distance^2/(2*Coefficient de diffusion)

Détectivité du photodétecteur

Aller Détectivité = 1/Puissance équivalente au bruit

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