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termini principali di rumore nell’SNR in rivelazione diretta

Si descrivano i 6 termini principali di rumore (varianze di fotoconteggio) che compaiono nella espressione generale di SNR in rivelazione diretta in presenza di rumore di origine ottica: i 4 termini “ottici” ed i 2 termini “elettrici”. Per ogni termine fornire l’espressione, l’origine ed il significato.


L’espressione più generale dell’SNR elettrico in presenza sia di rumore ottico che di rumore elettrico è la seguente:

SNR elettricodiretta= (eαgPs)2e2αg2Ps+Pn+α2g2N0Pn+2Ps+Noce2+IDCe2Bm

Dove si possono riconoscere i seguenti termini:

1- (eαgPs)2 : Potenza elettrica del segnale che si presenta con banda 2Bs e a cui viene rimossa una piccola potenza nella zona della continua. Tale termine “esce fuori” perché nella definizione di SNR al numeratore si ha il valor medio quadrato del segnale mentre al denominatore la varianza del rumore e tale rapporto può essere ricondotto ad un rapporto di potenze.

2- αg2Ps : Varianza di potenza elettrica dovuta allo shot noise prodotto dal segnale ottico entrante  fluttuazioni corpuscolari prodotte dal segnale  si presenta su una banda 2Bm a spettro piatto.

3- αg2Pn : Varianza di potenza elettrica dovuta allo shot noise prodotto dal rumore ottico di potenza Pn entrante  si presenta su una banda 2Bm a spettro piatto.

4- α2g2N0Pn : Varianza dovuta al battimento tra rumore ottico di densità spettrale No e il rumore stesso  si presenta a spettro piatto su banda Bo.

5- α2g2N02Ps : Termine di battimento tra rumore ottico di densità spettrale No e segnale  spettralmente come 4-.

6- Noce2 : Termine di varianza introdotto dal rumore Johnson.

7- IDCe : Termine di varianza introdotto dalla Dark Current.

In particolare abbiamo che: i termini 2 e 3 rappresentano il rumore di shot noise legato alle fluttuazioni corpuscolari della luce; i termini 4 e 5 nascono invece dalla trattazione della luce miscela dove si è visto che nascono dei fenomeni di fluttuazione ondulatoria tra la componente caotica e quella ordinata. Infine i termini 6 e 7 rappresentano i termini di rumore elettrico dove 6 è quello dovuto al rumore Johnson (rumore di tipo termico che affligge la resistenza RL) e 7 è dovuto alla dark current (corrente di buio che si genera in seguito ai fenomeni di eccitazione e diseccitazione atomica nel fotorivelatore).

Autore: Daniele Polenghi


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Anonimo
   
con le dita sempre in costante, frenetico movimento sulla tastiera… vengo spesso trascinato e catturato “in rete” per colpa delle mille idee che mi girano per la testa (prima o poi troverò quella giusta)… dal futuro incerto (nonostante una laurea, e chi non lo è?..siamo in tanti!) .. credo fortemente nella condivisione della conoscenza!

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