Квантовый предел детектирования

КВАНТОВЫЙ ПРЕДЕЛ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ [c.378]

Нарисовать график зависимости среднего числа генерируемых светом электронов за время передачи бита в условиях абсолютного квантового предела детектирования от требуемой вероятности ошибок. [c.394]

Таким образом, теоретически при достаточной мощности гетеродина гетеродинное детектирование позволит достичь квантового предела детектирования, а именно, [c.421]

Возвращаясь к уравнению (14.4.13) видим, что когда детектирование ограничено квантовым пределом, справедливо соотношение [c.362]

Характерная особенность упомянутых открытых оптических систем связи заключается в том, что а них используются самые обычные элементы. Успешное развитие таких систем зависит от тщательности разработки конструкции, которая должна удовлетворять конкретным требованиям заказчика. Закончим этот раздел коротким упоминанием о гораздо более совершенных по технологии систе.мах. Имеется в виду экспериментальная система для связи в полевых условиях, разработанная в 1972 г. в США для военных целей. В этой системе используется эффективный лазер на СОг, излучающий на длине волны 10,6 мкм. Были созданы варианты системы, использующие модуляцию как интенсивности, так и частотную, причем в обоих случаях детектирование осуществлялось методом гетеродинирования (с использованием гетеродина и охлаждаемых полупроводниковых фотодетекторов). Эксперименты подтвердили, что может быть получена очень высокая чувствительность оптического приемника, приближающаяся к квантовому пределу. Эти первые системы стали основой для систем спутниковой связи. Отметим, что оптические системы, разработанные для определения дальности, идентификации целей и дистанционного зондирования, используют те же самые методы генерирования, излучения и детектирования оптических сигналов, которые нашли применение в оптической связи. [c.424]

Найденная величина характеризует абсолютный квантовый предел детектируемостн. Прн т] = 1 и X = 0,9 лжм получаем Вф = 1,38 эВ и Фд > 2,2 пВт/(Мбит/с). Сравнение этих цифр с упоминавшимися ранее значениями, полученными иа практике, показывает, что шум усилителя в практических системах связи приводит к ухудшению их чувствительности, так что требуемый уровень принимаемой мощности оказывается почти на два порядка выше этого квантового предела. Вероятно, болзе удобно выразить полученный результат в виде средней принимаемой энергии, приходящейся иа одни передаваемый бит. Если т] = 1, а О н 1 равновероятны, в соответствии с квантовым пределом детектирования на один бнт в среднем приходится 10 принимаемых фотонов. [c.379]

Теперь сравним чувствительность оптического приемника, в котором преобладает шум усилителя, с идеальным квантовым пределом детектирования, рассмотренным в 15.2. Для упрощ,ения сравнения предположим, что усилитель приемника имеет высокое входное сопротивле- [c.381]

Для обеспечения в идеальней цифровой оптической системе связи, передающей с одинаковой вероятностью О и 1, вероятности ошибок 10" , квантовый предел детектирования равен ЮврлВ. Другими сло- [c.396]

Сравнить между собой значения шума, создаваемого фоно.м, и квантового шума, определяемого (16.4.25), если гетеродинный фотодетектор, работающий на квантовом пределе детектирования, направлен непосредственно на Солнце. Принять спектральную облученность, создаваемую Солнцем иа длине волиы 10,6 мк.м, равной 0,2 Втм—мкм , квантовую эффективность фотодетектора — 0,2, площадь фотодетектора — 1 мм . На основании полученных результатов прокомментировать утверждение, сделанное в конце 16.4. [c.428]

Как уже было показано в гл. 12 и 13, электрический сигнал содержит в себе дробовый шум, поскольку он порождается в результате случайного квантового процесса детектирования оптического сигнала вс тодиоде. В случае фотодиода без умножения средний квадрат флуктуаций тока относительно своего среднего значения / будет равен 2е1А[, где А/ — полоса частот, в пределах которой наблюдаются флуктуации. То обстоятельство, что здесь, как и в других источниках шума, средний квадрат флуктуаций тока растет прямо пропорционально ширине полосы частот А/, делает удобным характеризовать источники шума значением среднего квадрата амплитуды на единицу полосы частот. Обычно эту величину называют спектральной плотностью шума и обозначают знаком (звездочка). Таким образом, как это было показано в 13.4, спектральная плотность дробового шума р-1-я-фотодиода [c.348]

Оказывается, любой имеющийся в фотодиоде темновой ток увеличивает коэффициент затухания, поскольку он добавляется к сигнальному току на обоих уровнях. Кроме того, при использовании в качестве источника излучения лазера на GaAs и кремниевого фотодетектора необходимо смещать лазер в точку порога генерации или чуть выше, что становится наиболее вероятной причиной для Гр > 0. Типичное значение такого смещения лежит в пределах 0,05. .. 0,1 В. Используя рассмотренные выше статистические методы, можно определить плату за шум, который вносится в любую практическую систему. Этот штраф наибольший при детектировании, ограниченном квантовым пределом однако на практике часто оказывается, что он составлет около 12 дБ [c.389]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...