ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оптимальное обнаружение сигналов оптического диапазона фотоприемником с квантовым усилителем на входе из "Статистическая теория лазерной связи " При использовании в приемном устройстве квантового усилителя, устанавливаемого перед фотодетектором, уровень полезного сигнала повышается. Однако в системе увеличиваются шумы за счет собственных шумов усилителя, одним из источников которых является его спонтанная эмиссия. Повышение уровня полезного сигнала и появление дополнительных шумов в приемном устройстве должны учитываться при расчете вероятности обнаружения. Для решения этой задачи необходимо знать статистику распределения фотонов на выходе квантового усилителя и статистику распределения фотоэлектронов следующего за ним фотодетектора при известной статистике распределения фотонов на входе приемной системы. [c.89] Пусть в такой комбинированной приемной системе (квантовый усилитель + фотодетектор) а — скорость стимулированной эмиссии (отношение среднего числа стихмулированно возникающих фотонов к среднему чис йу поступающих фотонов) Ь — скорость поглощения (отношение среднего числа поглощенных фотонов к среднему ч-ислу поступающих фотонов) с — скорость спонтанной эмиссии (среднее число спонтанно возникающих фотонов в единицу времени). [c.90] Решение системы (2.65) в общем виде достаточно сложно. В работе [34] система уравнений решена для случая Ь=0, что в наших условиях соответствует усилителю, и для а = с = 0, что соответствует фотодетектору. [c.90] Таким образом, если на входе приемного устройства, состоящего из квантового усилителя и фотодетектора, имеется совокупность фотонов, распределенных по закону Пуассона с математическим ожиданием Пс + Пд, то распределение фотоэлектронов на выходе системы описывается распределением (2.74) [или (2.76) с учетом (2.75)]. [c.92] Робн и получить рабочую характеристику. Эту же задачу можно решить, используя логарифм отношения правдоподобия, однако в данном случае это не приводит к упрощениям, поскольку распределение вероятности отношения правдоподобия вывести сложно. [c.93] Отсюда следуст, что при большом коэффициенте усиления вероятность обнаружения не зависит от коэффициента усиления и квантовой эффективности детектора, а зависит лишь от энергии шума за время отсчета, отношения сигнал/шум, Рд т и значений а, с и N. [c.96] Таким образом, разработанный метод позволяет найти структуру оптимального приемника и выбрать надлел ащий порог, оценить эффективность метода обнаружения и сравнить реальные системы с теоретически оптимальной. Указанный метод позволяет также определить, насколько целесообразно устанавливать квантовый усилитель перед фотодетектором. Область применения рассмотренного обнаружителя — лазерная связь на сверхдальние расстояния и локация. [c.97] Вернуться к основной статье