I ф і еквівалентної смузі частот шуму? Fn і не залежним від частоти. Розраховане на його основі відношення сигнал / шум одно:
, (2.5)
На малюнку 2.2 наведено приклад залежності відношення сигнал / шум від рівня вимірюваної потужності, при значенні темнового струму ФД, що дорівнює 1,5 мкА (типове значення для германиевого ФД діаметром 5 мм при 25 0 С) і? fn=100 Гц. Як видно з наведеної залежності, при низьких рівнях потужності відношення сигнал / шум зростає лінійно, а при високих рівнях потужності - нелінійно. Такий характер пояснюється зростанням рівня шуму із збільшенням оптичної потужності. Отже, поліпшення відношення сигнал / шум можна домогтися шляхом зменшення темнового струму, що досягається охолодженням і обмеженням активної області фотодіода, а також збільшенням часу усереднення [2].
Рисунок 2.2 - Залежності відносини сигнал / шум від рівня вимірюваної потужності, при заданому значенні темнового струму ФД
2.2 Стабільність потужності лазерного випромінювання
Вимірювання потужності лазерного випромінювання поряд з вимірюванням енергії імпульсу становить основу лазерометріі. Для лазерів безперервної режиму роботи в ряді застосувань, таких як метрологія, передача інформації, дослідження оптичних властивостей речовини істотно знати не тільки значення потужності, але і стабільність потужності лазерного випромінювання.
У міжнародному стандарті ISO 11554 (ISO - Міжнародна організація по стандартизації) стабільність потужності лазерного випромінювання виражається через відносні флуктуації потужності за встановлений період часу. Відповідно до цього стандарту для средневременние (1 хв) і довгострокового (1:00) періодів проводять вимірювання потужності відповідно через 1/100 і 1 с, визначають середні значення потужності і для даних періодів, а також стандартні відхилення і (у російськомовній термінології - середні квадратичні відхилення одиничних вимірювань або СКО). Стабільність потужності обчислюється за формулами:
, (2.6)
Значення середньої потужності визначається за формулою:
, (2.7)
Cреднее квадратичне відхилення одиничних вимірювань визначається за формулою:
, (2.8)
Стандарт ISO пропонує також в протоколі вимірювань приводити максимальне і мінімальне значення потужності випромінювання під час вимірювань [4].
За ГОСТ 25786-83 визначати стабильность середньої потужності можна у відсотках за формулою:
, (2.9)
де P max і P min - максимальне і мінімальне значення середньої потужності, отримані при вимірі [5].
3. Експериментальна частина
3.1 Вимірювання потужності на різних довжинах хвиль
Вимірювання потужності на різних довжинах хвиль проводилися за допомогою вимірювача Nova Йй з фотодіодною головкою 3А-IS-IRG, а також за допомогою оптоелектронного перетворювача ОЕП - 2. Через USB вихід вимірювач під'єднувався до ПК, що дозволяло реєструвати кожне значення потужності з частотою до 4 кГц.
В якос...
