Дробовой шум

В частности, флуктуации числа электронов, проходящих через соответствующий измерительный прибор, приводят к флуктуациям тока, которые называют дробовым шумом. [c.44]

Если взять для оценок 1 ё с и среднее значение тока / 1 мА, для относительной величины дробовых шумов получим Ы/1 10 что не так уж мало (заряд электрона здесь удобно брать в единицах СИ е=1,б 10 кл). При внутреннем сопротивлении [c.45]

Дробовой шум в первом приближении можно считать равномерно распределенным по частотам. [c.177]

Можно показать, что в фотоприемниках с внешним фотоэффектом тепловой и дробовой шумы являются ос- [c.177]

С. ч. называют естественной, если она ограничена флуктуациями, возникающими внутри источника колебаний, напр. вследствие тепловых движений или флуктуаций тока (см. Дробовой шум). С. ч., определяемую изменениями параметров генератора под влиянием внеш. воздействий, называют технической. Исследования С. ч. показывают, что естеств, С. ч. связана с шириной спектральной линии генератора, а технич. С. ч,— с медленными или скачкообразными изменениями его параметров. Напр., С. ч. водородного генератора ограничивается медленным старением Защитной плёнки, уменьшающей влияние поверхности стенки на ударяющиеся о неё атомы водорода, [c.660]

Т. о., с. ф. детектора, равномерно освещаемого светом пост, интенсивности, совпадает со статистикой дробового шума. [c.662]

Ф. э. в эл.-вакуумных и ионных приборах связаны гл. обр. со случайным характером электронной эмиссии с катода (дробовой шум). Интенсивность дробовых Ф. э. практически постоянна для /<10 Гц. Она зависит от присутствия остаточных ионов и величины пространств, заряда. Дополнит, источники Ф. э. в этих приборах—вторична.ч электронная эмиссия с анода и сеток электронных ламп, динодов фотоэлектронных умножителей и т. п., а также случайное перераспределение тока между электродами. Наблюдаются также медленные Ф. э., связанные с разл. процессами на катоде. В газоразрядных приборах низкого давления Ф, э. возникают из-за теплового движения электронов. [c.328]

Предполагая форму линии симметричной допплеровской, можно показать, что отношение избыточного шума к дробовому шуму в фотоприемнике имеет вид [c.401]

Возможности засветки излучением посторонних тепловых источ-ников исключены. Поскольку эффективная площадь приемника мала (0,5 мм ), свет от лазера пространственно не разрешается, т. е. телесный угол, стягиваемый приемником, мал по сравнению с X IAd, где X — длина волны лазера. Выходной шум фотоприемника усиливается обычным усилителем постоянного тока с полосой 1 Мгц и анализируется электронным синхронным анализатором шума с постоянной, но узкой ( 100 гц) полосой и с плавным изменением частоты. Мощность лазера должна быть постоянной в ходе измерений. Установку калибруют при помощи обычного шумового диода, генерирующего чистый дробовой шум. Мощность полного дробового шума, генерируемого фотодиодом, определяют, пользуясь тепловым источником (лампа-вспышка с батарейным питанием). Измеряемая величина представляет собой отношение избыточного шума к полному дробовому шуму. Отношение избыточного шума к полному дробовому шуму может составлять, например, 10 , а полоса его спектра порядка [c.402]

Е, — отношение избыточного шума фотонов к дробовому шуму, i-я компонента электрического поля (см. текст) е —заряд электрона fо — область дисперсии эталона [c.405]

При возбуждении лазера постоянным током с разрядом при холодной эмиссии в зависимости от силы разрядного тока, введения магнитного поля или емкостной нагрузки в цепь разрядной трубки превышение мощности выходных шумов в спектральном диапазоне от О до 300 кгц над фоном дробового шума фотоумножителя доходило до 40 дб [1], и эти шумы составляли до 20% полного выходного излучения лазера. В случае высокочастотного возбуждения всегда можно было добиться такого режима работы, когда выходные шумы лазера превышали дробовой шум фотоумножителя не более чем на 5%. Исследованный в оставшемся частотном интервале спектр выходных шумов лазера, не зависящих от возбуждения, нельзя было отличить от спектра дробового шума на выходе фотоумножителя, когда последний освещался белым светом. Степень хаотической [c.461]

Приблизительно величину т можно определить путем измерения площади той части спектрального распределения шумов, которая превышает распределение усиленного дробового шума. При ОСШ, равном 1 в полосе шириной 10 Мгц, при помощи обычной измерительной аппаратуры можно определить, что величина т приблизительно равна 10 при токе фотоумножителя 4 10" а. Как было установлено, шумовая модуляция излучения лазеров, работающих в режиме с низким уровнем шума, меньше этого верхнего предела. [c.462]

Скорости фотоэлектронов, образовавшихся в фотоэлектрических приемниках, пропорциональны квадрату амплитуды волны. Таким образом, флуктуации амплитуд взаимодействующих волн вызывают избыточный шум (сверх дробового шума) в выходном фототоке приемника [23—25]. Газовый лазер является прекрасным источником для фотоэлектрических исследований явления взаимодействия волн. В качестве примера можно указать три применения этого метода определение степени поляризации [26], обнаружение интерференционных эффектов с некогерентными световыми источниками [27] и измерение узких спектральных линий [28, 29]. [c.466]

В лазерных генераторах избыточный фотонный шум или шум спонтанного излучения, который предсказывается на основе модели, где газовый лазер рассматривается как насыщенный усилитель шумов [30, 31], был подвергнут обширному экспериментальному исследованию [32, 33]. Измерения показали, что избыточный шум может обнаруживаться в газовых лазерах с низким усилением, работающих около порога генерации (выше и ниже его). По мере увеличения усиления и выходной мощности лазера, т. е. когда генератор работает вдали от порога, отношение шумов спонтанного излучения к дробовому шуму быстро уменьшается и избыточный фотонный шум становится меньше плазменных шумов, других спонтанных шумов и шумов, обусловленных модами, отличными от интересующих нас мод низшего порядка. [c.466]

Аппаратура и блок-схема, в общих чертах описанные выше, могут использоваться для определения спектра отношения избыточного фотонного шума к дробовому шуму при разных уровнях возбуждения лазера. [c.469]

Экспериментальные спектральные кривые тока фотоумножителя (пропорционального выходной мощности излучения лазера) показывают, что отношение мощностей избыточного фотонного шума и дробового шума пропорционально квадрату выходной мощности излучения лазера ниже порога генерации и обратно пропорционально квадрату выходной мощности излучения лазера выше порога генерации. Значительно ниже порога генерации можно наблюдать отклонение от квадратичной зависимости, если допустить вклад в выход спонтанного излучения более чем от одной линейно поляризованной моды. Установлено, что выше порога генерации ширина полосы избыточного фотонного шума изменяется линейно с выходной мощностью, а ниже порога — обратно пропорционально мощности [36]. Спектр мощности отношения шумов чуть выше и ниже порога генерации хорошо аппроксимируется лоренцевой кривой. Недавно экспериментально [36, 100] была продемонстрирована применимость модели Ван-дер-Поля к лазерному генератору с накачкой, превышающей пороговую. [c.469]

Рассмотрим ОСШ лазерного предусилителя, за которым следует фотоприемник, в том случае, когда мы имеем приемник с малым темповым током (типа фотоэлектронного приемника). Без лазерного усилителя ОСШ (выраженное через отношение токов на выходе приемника) для приемника, чувствительность которого ограничена дробовым шумом, а темповой ток которого равен нулю, записывается в виде [c.483]

Хотя и ток, обусловленный сигналом, и ток, обусловленный спонтанным излучением, дают вклад в полный дробовой шум, их вклады суммируются не непосредственно шум спонтанного излучения некогерентный. Путем более детального анализа статистических свойств избыточного фотонного шума (усиленных шумов спонтанного излучения) можно показать [19], что в лазерах с большим усилением, в которых основными шумами при регистрации являются входные шумы спонтанного излучения, [c.484]

Таким образом, из-за добавления шумов усилителя к сигналу ОСШ не повышается и усилитель не дает никаких преимуш,еств в тех системах, в которых основной шум приемника — дробовой шум. [c.484]

Более гибкий метод измерения / экв — это метод дробового шума [75, 76], который основан на том, что для многих важных [c.501]

Фиг. 9.10. Блок-схема установки для измерения дробового шума.

ТИПОВ фотоприемников среднеквадратичный ток дробового шума на единицу ширины полосы определяется соотношением [c.502]

При больших п W Mq эта величина точно равна Мо, что соответствует простому умножению начальной переменной составляющей тока дробового шума. Такой ток создает на выходе сигнал дробового шума с мощностью [c.502]

За последние годы существенно повысился интерес к вопросам, связанным со статистическими характеристиками света. Интенсивно изучаются когерентные световые поля, обладающие неклассической статистикой фотонов. Эти работы, в частности, имеют целью уменьшить флуктуации фотоприема до уровня, определяемого дробовым шумом фототока. В рамках этой книги невозможно рассматривать эти работы, основанные на квантовой электродинамике и представляющие синтез волновых и корпускулярных представлений. Мы ограничимся предельно кратким указанием на цикл работ , в которых возможность наблюдения флуктуаций фотонов изучалась в классических схемах волновой оптики (интерферометры Юнга и Майкельсона) с использованием современных методов регистрации фототока. [c.451]

Таким образом, при фотоэффекте анод как бы обстреливается потоком отдельных дробинок , число которых вследствие статистического характера рассматриваемых явлений будет флуктуировать (дробовой шум). Согласно формуле Шотки средний квадрат напряжения дробового шума в анодной цепи фотоприемника равен [c.177]

Генераторы случайных сигналов представляют собой класс Г, а. к., предназначенных для генерирования непрерывных шумов или последовательностей импульсов со случайными значениями амплитуд, длительностей импульсов, интервалов между ними. Независимо от диапазона частот, в к-ром генерируются случайные сигналы, работа таких Г. э. к. o noBaEia на одном из двух физ, принципов использовании естеств. источников тпумов и случайных импульсов либо возбуждении стохастич. автоколебаний в Г. э. к. В качестве источников широкополосных шумов применяются шумовые полупроводниковые и вакуумные диоды, обладающие высоким уровнем шума электронного потока, тиратроны, помещённы в поперечное магн. поле, дробовые шумы входных ламп, транзисторов или фотодиодов в видеоусилителях, фотоумножителях и др. первичными источниками случайных импульсных последователь- [c.434]

Для тепловых источников обычно р<1, поэтому эффекты нестационарной И. с. в их излучении крайне малы. Тем не менее их удалось обнаружить в тонкпх экспериментах по корреля]АИи иптонсивпостой (см. Интерферометр интенсивности), получивнп-ix широкую известность в связи с их значением для звёздной астрономии, поскольку с их помощью возможно из.мерять угл. размеры столь удалённых звёзд, что это пе удаётся сделать с помощью звёздного интерферометра. Следы нестационарной интерференции были обнаружены также при анализе спектра шумов фотоэлемента, освещённого двумя очень близкими спектральными линия.мп атомов ртути. На частоте биений был обнаружен пик в спектре шумов, составлявший 10 от фона дробовых шумов [4]. [c.168]

Если на входе гетеродина излучение в С. с. отсутствует, то дисперсия определяется вакуумными флуктуациями и уровень дробового шума описывается ф-лой Шотткн. При подаче на смеситель излучения а С. с. уменьшается дробовой шум детектирования. [c.490]

Рис. 4. Зависимость напряжения шумов разностного фототока от фазы гетеродина а — оОласть квантовой неопределенности б — результат эксперимента. Пунктирными линиями показан уровень дробового шума и соответствующее ему вакуумное состояние (его область квантовой неопределенности).

Ш у м ы в У. э. к.— это флуктуац. помехи, появляющиеся в результате хаотического теплового движения свободных носителей заряда (тепловые шумы), дробового шума, фликкер-шума, др. физ. явлений. Шумовые свойства У, э. к. характеризуются коэф. шума, определяемым отношением полной мощности выходных шумов к её Ha tH, создающейся за счёт шумов от источника колебаний Ш = / ш..и,./А ,Л .н.. где Ли..ы,. —мощности шумов [c.239]

В полупроводниковых приборах Ф. э. обусловлены случайным характером процессов генерации и рекомбинации электронов и дырок (генерационно-рекомбинац. шум) и диффузии носителей заряда (диффузионный шум). Оба процесса дают вклад как в тепловой, так и в дробовой шумы полупроводниковых приборов. Частотный спектр этих Ф. э. определяется временами жизни и дрейфа носителей. В полупроводниковых приборах на низких частотах наблюдаются также Ф, э,, обусловленные улавливанием электронов и дырок дефектами кристаллич. решётки (модуляционный шум), [c.328]

Модуляционные, фликкерные и контактные шумы, хотя в принципе и устранимы, наблюдаются во всех приемниках излучения и имеют столь важное практическое значение, что их следует всегда учитывать при анализе проблемы обнаружения излучения. Спектр мощности дробового шума, обычного для приемников с электронной эмиссией, в диоде, ток в котором определяется только температурой, характеризуется соотношением [c.155]

Фликкерный шум представляет собой слишком сильный дробовой шум, зависящий от материала катода в электронных лампах. Он наблюдается при измерении дробового шума в диодах, работающих в режиме ограничения температурой. На низких частотах фликкерный шум обнаруживается как избыток дробового шума. Измерения показывают, что фликкерный шум минимален для вольфрама, больше для торированного вольфрама и максимален для оксидных катодов. [c.159]

При методе, основанном на исследовании избыточного шума фотонов, нужно знать спектр мощности дробового шума применяемого фотоприемника. При этом чрезвычайно важно выбрать нешумящий лазер. Опыт показывает, что для того, чтобы получить малый посторонний шум, необходимо взять лазер с ВЧ-возбуждением (или хотя бы лазер с подогревным катодом с последовательно включенным большим сопротивлением). Конечно, абсолютно необходимо, чтобы лазер работал на одной частоте. [c.401]

Те источники шума, которые влияют на полное ОСШ вне лазера, мы будем называть внешними источниками. В качестве примеров можно указать точность визирования и стабильность приемника, площадь когерентности, т. е. ограниченный волновой фронт (вызванный помутнением среды, в которой распространяется излучение), темповой ток, дробовой и джонсоновский (тепловой) шум в фотоприемнике и связанных с ним усилителях, посторонние источники дробового шума, в том числе прямой или рассеянный солнечный свет и т. д. К внутренним источникам шумов относятся шумы тока разряда [1, 2], спонтанное излучение, возможные и конкурирующие лазерные переходы, шумы, вызванные распределением сигнала среди разных мод, каждая из которых имеет равное усиление и одинаково воспринимается [c.455]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...