对于乘性噪声模型则有如下数学公式表示:
c(x,y)=f(x,y)[1+n(x,y)] (2-3)
按噪声的产生机理分类,又有散粒噪声、热噪声、光子噪声、1/ f 噪声、产生-复合噪声等。
2.3.1 散粒噪声
散粒噪声是电子无规律起伏而引起的一种噪声,存在于红外探测器中。散粒噪声的均方电流可表示成:
(2-4)
其中I为流过探测器的电流值,Δf为测量系统的带宽,e=1.6×10−19C
由公式可看出散粒噪声与频率无关,是一种高斯白噪声,在光电探测器中散粒噪声是主要噪声源。
2.3.2 光子噪声
在红外探测器中入射光子的光强是波动的,同时会激发电子起伏,这样就形成了光子噪声。
对于光导器件,它的均方噪声电流可表示成:
(2-5)
G为光导器件增益1 /f。
对于光伏器件,它的均方噪声电流可表示成:
(2-6)
由以上公式,可以看出,光子噪声也是白噪声。
2.3.3 热噪声
热噪声由红外探测器等阻性器件中的载流子无规则热运动引起。由于热噪声的理论被约翰逊用实验得以证明,因而热噪声又称为约翰逊噪声,其均方电流、均方电压可以表示成:
(2-7)
(2-8)
式中k为波尔兹曼常数;T为绝对温度。
由公式可看出热噪声也与频率无关,因此也是一种高斯白噪声。
2.3.4 1/f噪声
1 /f噪声是红外探测器低频段的噪声,其功率谱近似与频率成反比。当频率高于某个值时,这种噪声和其他噪声相比可以忽略。
对于 1 /f噪声的均方电流,可以表示成:源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/
(2-9)
其中α,β为器件的特性常数,I为流过器件的直流电流,f为频率,C为系数由于1/f噪声与频率有关,所以它不是高斯白噪声。
2.3.5 产生-复合噪声
红外探测器中的电导率与电荷载流子的空间密度成正比,载流子产生和复合的随机性引起了载流子浓度起伏,导致电导率波动,在恒定电压下就引起探测器电流的波动,这样形成了产生-复合噪声。在频率与 可相比的条件下,产生-复合噪声的均方电流可以表示成: