Détectivité spécifique

La détectivité spécifique, ou D*, d'un photodétecteur est un facteur de mérite utilisé pour caractériser ses performances. Elle est égale à l'inverse de la puissance équivalente de bruit (NEP), normalisée par la surface et la bande passante :

$D^{*}=\frac{\sqrt{A\mathrm{\Delta }f}}{\mathrm{N}\mathrm{E}\mathrm{P}}$

où $A$ est la surface photosensible du détecteur et $\mathrm{\Delta }f$ la bande passante.

L'unité SI de détectivité spécifique est le Modèle:Unité, mais on emploie plus communément le Modèle:Unité, aussi appelé « jones » en l'honneur de Robert Clark Jones qui a défini cette quantitéModèle:,.

Sachant que la puissance équivalente de bruit peut être exprimée en fonction de la responsivité $\Re$ (unité : Modèle:Unité ou Modèle:Unité) et de la densité spectrale de bruit $S_n$ (unité : Modèle:Unité ou Modèle:Unité) par la relation :

$\mathrm{N}\mathrm{E}\mathrm{P}=\frac{S_n\sqrt{\mathrm{\Delta }f}}{\Re }$

Le numérateur de cette expression constitue l'écart type du courant de bruit.

Il est courant de définir la détectivité par l'expression :

$D^{*}=\frac{\Re \sqrt{A}}{S_n}$

Il est également souvent utile d'exprimer la détectivité en termes de niveaux de bruit relatif présent dans le dispositif. Une expression couramment utilisée est :

$D^{*}=\frac{q\lambda \eta }{hc}{(\frac{4kT}{R_{0}A}+2q^2\eta {\mathrm{\Phi }}_b)}^{-1/2}$

où q est la charge électronique, $\lambda$ la longueur d'onde concernée, h la constante de Planck, c la vitesse de la lumière dans le vide, k la constante de Boltzmann, T la température du détecteur (en K), $R_{0}A$ le produit surface-résistance dynamique à polarisation nulle (souvent mesuré expérimentalement, mais aussi exprimable en termes d'hypothèses de niveau de bruit), $\eta$ l'efficacité quantique du dispositif et ${\mathrm{\Phi }}_b$ le flux total de la source (souvent un corps noir) en Modèle:Unité.