ГОСТ Р 59605-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Оптика и фотоника
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
Термины и определения
Optics and photonics. Semiconducting photoelectric detectors. Photoelectric and photoreceiving devices. Terms and definitions
ОКС 31.080.01
Дата введения 2022-03-01
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова" (ФГУП "НИИФООЛИОС ВНЦ "ГОИ им.С.И.Вавилова") и Акционерным обществом "Научно-производственное объединение "Орион" (АО "НПО "Орион")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 "Оптика и фотоника"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 октября 2021 г. N 1136-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения и фотоприемных устройств.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Термины-синонимы без пометы "Нрк" приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два или более термина, имеющие общие терминоэлементы.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Приведенные определения можно, при необходимости, изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
В случаях, когда в термине содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приводится и вместо него ставится прочерк.
В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.
Термины и определения общетехнических понятий, необходимых для понимания текста стандарта, приведены в приложении А.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, - светлым.
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения и фотоприемных устройств, а также буквенные обозначения фотоэлектрических параметров и характеристик.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы в области фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения и фотоприемных устройств, входящих в сферу действия работ по стандартизации и использующих результаты этих работ.
Основные термины и определения
1 фоточувствительный полупроводниковый прибор: Полупроводниковый прибор, чувствительный к электромагнитному излучению в видимой, инфракрасной и (или) ультрафиолетовой областях спектра. | photosensitive semiconductor device |
2 фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; ФЭПП: Фоточувствительный полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на внутреннем фотоэффекте в полупроводнике. | photoelectric semiconducting detector; photodetector |
3 фотоприемное устройство; ФПУ: Фоточувствительный полупроводниковый прибор, состоящий из фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения и схемы предварительного усиления и обработки фотосигнала в гибридном или интегральном исполнении, объединенных в единую конструкцию. | photoreceiving device |
Примечание - Гибридные ФПУ подразделяют на поколения: - к ФПУ первого поколения относят ФПУ, не включающие в состав большой интегральной схемы (БИС) считывания; также этим термином обозначают и негибридные ФПУ, не включающие в состав БИС считывания; - к ФПУ второго поколения относят ФПУ с БИС считывания, имеющие формат до 12801024, каждый пиксель которого передает только информацию об уровне собственной облученности в одном спектральном диапазоне; - к ФПУ третьего поколения относят ФПУ с БИС считывания, обладающие одним из следующих свойств: формат более 12801024, но менее 19201080; возможность раздельного приема пикселем излучения в двух и более спектральных диапазонах; возможность измерения временной задержки прихода сигнала в каждом пикселе, аналого-цифровое преобразование непосредственно в элементе БИС считывания и т.д.; - к ФПУ четвертого поколения относят ФПУ с БИС считывания, имеющие формат более 19201080 или обладающие двумя или более свойствами, присущими ФПУ третьего поколения (кроме формата). |
|
Типы фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения
4 многоспектральный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; многоспектральный ФЭПП: ФЭПП, содержащий два и более фоточувствительных элемента с различными диапазонами спектральной чувствительности. | multi-band photodetector |
5 одноэлементный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; одноэлементный ФЭПП: ФЭПП, содержащий один фоточувствительный элемент. | single-element photodetector |
6 многоэлементный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; многоэлементный ФЭПП: ФЭПП с числом фоточувствительных элементов более одного. | multi-element photodetector |
Примечание - Допускается применять термин "двух-, трех-, четырехэлементный" ФЭПП. |
|
7 координатный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; координатный ФЭПП: ФЭПП, по выходу сигнала которого определяют координаты светового пятна на фоточувствительной поверхности. | position-sensitive photodetector |
8 гетеродинный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; гетеродинный ФЭПП: ФЭПП, предназначенный для гетеродинного приема излучения. | heterodyne photodetector |
9 иммерсионный фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; иммерсионный ФЭПП: ФЭПП, содержащий иммерсионный сигнал. | immersed photodetector |
10 фоторезистор: ФЭПП, принцип действия которого основан на эффекте фотопроводимости. | photoresistor; photoconductive cell |
11 фотодиод: Полупроводниковый диод с переходом между двумя типами полупроводника или между полупроводником и металлом, в котором поглощение излучения, происходящее в непосредственной близости перехода, вызывает фотогальванический эффект. | photodiode |
12 pin-фотодиод: Фотодиод, дырочная и электронная области которого разделены слоем материала с проводимостью, близкой к собственной. | pin-photodiode |
13 фотодиод с барьером Шоттки: Фотодиод, запирающий слой которого образован контактом полупроводника с металлом. | Schottky-barrier photodiode |
14 фотодиод с гетеропереходом: Фотодиод, электронно-дырочный переход которого образован двумя полупроводниковыми материалами с разной шириной запрещенной зоны. | heterojunction photodiode |
Примечание - Переход может быть образован сложными полупроводниковыми соединениями с изменяющейся шириной запрещенной зоны. |
|
15 лавинный фотодиод: Фотодиод с внутренним усилием, принцип действия которого основан на явлении ударной ионизации атомов фотоносителями в сильном электрическом поле. | avalanche photodiode |
16 инжекционный фотодиод: Фотодиод, работающий в режиме внутреннего усиления фотосигнала за счет инжекции свободных носителей заряда. | injection photodiode |
17 фототранзистор: Транзистор, в котором используется фотоэлектрический эффект. | phototransistor |
18 полевой фототранзистор: Фототранзистор, фоточувствительный элемент которого содержит структуру полевого транзистора. | field effect phototransistor |
19 биполярный фототранзистор: Фототранзистор, фоточувствительный элемент которого содержит структуру биполярного транзистора. | bipolar phototransistor |
20 охлаждаемый фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения; охлаждаемый ФЭПП: ФЭПП, работающий со специальной системой охлаждения для понижения температуры фоточувствительного элемента. | cooled photodetector |
Типы фотоприемных устройств
21 одноэлементное фотоприемное устройство; одноэлементное ФПУ: ФПУ, в котором используется одноэлементный ФЭПП. | single-element photoreceiving device |
22 многоэлементное фотоприемное устройство с разделенными каналами; многоэлементное ФПУ с разделенными каналами: ФПУ, имеющее два и более фоточувствительных элемента, с независимой обработкой фотосигнала, снимаемого с каждого элемента, и числом выходов, равным числу фоточувствительных элементов. | multi-element photoreceiving device with separate channels |
23 многоэлементное фотоприемное устройство с внутренней коммутацией; многоэлементное ФПУ с внутренней коммутацией: ФПУ с числом фоточувствительных элементов два и более, в котором происходит коммутация их сигналов так, что выходов ФПУ меньше, чем число фоточувствительных элементов. | multi-element photoreceiving device with internally commutation |
Примечание - Многоэлементные ФПУ с внутренней коммутацией разделяют на матричные и линейные: - у матричного ФПУ фоточувствительные элементы сформированы в двухмерный массив, число элементов которого по одной из двух осей в плоскости матрицы не превышает линейный размер и число элементов по другой оси более чем в 10 раз; - у линейного ФПУ фоточувствительные элементы сформированы в двухмерный массив, число элементов которого по одной из двух осей в плоскости матрицы превышает линейный размер и число элементов по другой оси более чем в 10 раз. |
|
24 многоспектральное фотоприемное устройство; многоспектральное ФПУ: ФПУ, содержащее многоспектральный ФЭПП. | multi-band photoreceiving device |
25 фоточувствительный полупроводниковый сканистор: Фоточувствительный полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на внутреннем непрерывном сканировании поля изображения при подаче на управляющие электроды приборы пилообразного напряжения развертки. | photosensitive semiconductor scanistor |
26 охлаждаемое фотоприемное устройство; охлаждаемое ФПУ: ФПУ, в котором для обнаружения и (или) измерения оптического излучения используют охлаждаемый ФЭПП. | cooled photoreceiving device |
27 монолитное фотоприемное устройство; монолитное ФПУ: ФПУ, выполненное единым технологическим циклом на едином кристалле или подложке. | monolictical photoreceiving device |
28 гибридное фотоприемное устройство; гибридное ФПУ: ФПУ, выполненное объединением в единой интегральной схеме частей, полученных путем различных технологических циклов. | hybrid photoreceiving device |
29 фотоприемный модуль: Прибор, содержащий в составе ФПУ и блок электронной обработки изображения, осуществляющий обработку сигналов и их выдачу по промышленному или иному интерфейсу. | camera module; camera |
Примечания 1 К фотоприемному модулю, работающему в качестве тепловизора, допускается применять термин "модуль формирования тепловизионного видеосигнала". 2 Допускается применять термин "фотоприемный модуль на основе ФПУ поколения", что означает фотоприемный модуль, содержащий в составе ФПУ поколения. В буквенном обозначении вместо "" следует указывать буквенное обозначение или цифру, обозначающую соответствующее поколение ФПУ. |
|
30 режим ограничения флуктуациями числа фотонов фона (ФЭПП); режим ОФ ФЭПП: Условия, при которых обнаружительная способность ФЭПП определяется флуктуациями числа фотонов теплового излучения фона. | background limited mode (of a photodetector) |
31 режим оптической генерации (ФЭПП); режим ОГ ФЭПП: Режим работы ФЭПП, при котором число свободных носителей заряда, генерированных излучением, превышает число термически генерированных носителей. | optical generation mode (of a photodetector) |
32 режим термической генерации (ФЭПП); режим ТГ ФЭПП: Режим работы ФЭПП, при котором число свободных носителей заряда в отсутствие полезного сигнала определяется только термической генерацией. | thermal generation mode (of a photodetector) |
33 фотодиодный режим: Режим работы фотодиода без внутреннего усиления при рабочем напряжении, приложенном в обратном направлении. | back-biased operation mode |
34 лавинный режим работы фотодиода: Режим работы фотодиода с внутренним усилением, который обеспечивается лавинным размножением носителей заряда при обратном смещении электронно-дырочного перехода. | avalanche mode of photodiode operation |
35 фотогальванический режим работы фотодиода: Режим работы фотодиода без внешнего источника напряжения. | zero-bias mode of photodiode operation; photovoltaic mode of photodiode operation |
36 режим работы фототранзистора с плавающей базой: Режим работы биполярного фототранзистора при разомкнутой цепи базы с запирающим напряжением на коллекторе. | floating-base mode of phototransistor operation |
37 режим короткого замыкания (ФЭПП): Режим работы ФЭПП, при котором внешнее нагрузочное сопротивление пренебрежимо мало по сравнению с выходным динамическим сопротивлением ФЭПП. | short-circuit mode of photodetector operation |
38 режим холостого хода (ФЭПП): Режим работы ФЭПП, при котором его выходное динамическое сопротивление пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением нагрузки. | open-circuit mode of photodetector operation |
39 режим работы (ФЭПП) с согласованной нагрузкой: Режим работы ФЭПП, при котором его сопротивление нагрузки равно выходному динамическому сопротивлению. | matched impedance mode of photodetector operation |
40 режим оптического гетеродинного приема (ФЭПП): Режим работы ФЭПП, при котором происходит смешение полезного сигнала с сигналом от гетеродина, за счет чего достигается усиление полезного сигнала. | heterodyne reception mode of photodetector operation |
41 режим временной задержки накопления (ФПУ); режим ВЗН ФПУ: Режим работы ФПУ, при котором происходит накопление сигнала от одного и того же участка изображения несколькими фоточувствительными элементами, их запоминание и последующее суммирование. | time-delay integration photoreceiving device mode, TDI |
Примечание - Режим временной задержки накопления ФПУ достигается за счет расположения фоточувствительных элементов (ФЧЭ) вдоль направления сканирования (перемещения изображения) и временной задержки начала накопления, синхронизованной с движением изображения. |
|
Конструктивные элементы фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения и фотоприемного устройства
42 фоточувствительный элемент [пиксель] фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; ФЧЭ ФЭПП; пиксель ФЭПП: Часть монокристалла или полупроводникового слоя, обладающего свойствами внутреннего фотоэффекта, имеющего определенную форму, расположение и геометрические размеры, предназначенная для приема оптического излучения. | photodetector sensitive element; photodetector pixel |
Примечание - Для ФПУ второго и последующих поколений наряду с термином "фоточувствительный элемент" используют термин "пиксель", имеющий аналогичное значение. |
|
43 вывод фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; вывод ФЭПП: Элемент конструкции корпуса ФЭПП, необходимый для соединения соответствующего электрода с внешней электрической цепью. | photodetector terminal |
44 контакт фоточувствительного элемента [пикселя] фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; контакт ФЧЭ ФЭПП; контакт пикселя ФЭПП: Участок ФЧЭ, обеспечивающий электрическую связь вывода ФЭПП с ФЧЭ. | photodetector pin |
45 корпус фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; корпус ФЭПП: Часть конструкции ФЭПП, предназначенная для защиты ФЭПП от воздействия окружающей среды и присоединения его к внешним схемам с помощью выводов. | photodetector package |
46 иммерсионный элемент фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; иммерсионный элемент ФЭПП: Оптический элемент, находящийся в оптическом контакте с ФЧЭ ФЭПП и предназначенный для концентрации потока излучения. | photodetector optical immersion element |
47 подложка фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; подложка ФЭПП: Конструктивный элемент ФЭПП с нанесенным фоточувствительным слоем. | photodetector film base |
48 входное окно фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; входное окно ФЭПП: Оптический элемент, входящий в конструкцию корпуса ФЭПП и пропускающий излучение к ФЧЭ. | photodetector input window |
49 апертурная [холодная] диафрагма фотоэлектрического полупроводникового приемника излучения; апертурная диафрагма ФЭПП; холодная диафрагма ФЭПП: Конструктивный элемент, ограничивающий эффективное поле зрения ФЭПП. | photodetector aperture stop; photodetector cold-stop |
Примечание - Для охлаждаемых ФПУ второго и последующих поколений наряду с термином "апертурная диафрагма ФЭПП" применяют термин "холодная диафрагма ФЭПП" ("cold-stop"). |
|
50 выход [канал] фотоприемного устройства; выход ФПУ; канал ФПУ: Часть ФПУ, обеспечивающая связь ФПУ с внешней электрической цепью. | photoreceiving device output; photoreceiving device channel |
Примечание - Для ФПУ второго и последующих поколений выходы ФПУ называют "каналами". При передаче по каналам сигналов в цифровом виде ФПУ называют ФПУ с цифровыми выходами. |
|
51 большая интегральная схема считывания; БИС считывания: Интегральная схема, считывающая сигнал с ФЧЭ путем накопления фототока и его коммутацию таким образом, что число ее выходов меньше, чем число ФЧЭ. | readout integrated circuit; ROIC |
Примечание - Каждый элемент в БИС считывания соединен с накопительной емкостью, которую называют "ячейкой накопления". Уровень заполнения ячейки накопления - это отношение текущего заряда ячейки к максимально возможному значению заряда. |
|
52 дефектный фоточувствительный элемент [пиксель]; дефектный ФЧЭ: ФЧЭ ФЭПП, параметры которого не соответствуют требованиям, установленным в нормативном или техническом документе. | bad pixel, dead pixel, defective pixel |
Примечания 1 Число дефектных элементов определяют их счетом. 2 Долю дефектных ФЧЭ вычисляют по формуле , (1) где - число дефектных ФЧЭ, шт.; - число всех ФЧЭ, шт. 3 Недефектным ФЧЭ является ФЧЭ ФЭПП, параметры которого соответствуют требованиям, установленным в нормативном или техническом документе. 4 Долю недефектных ФЧЭ вычисляют по формуле . (2) 5 Для наименования группы дефектных ФЧЭ, расположенных рядом, т.е. имеющих общие стороны и углы, применяют термин "кластер дефектных ФЧЭ". |
|