Rauschen im Fotoempfaenger

28/06/2009 - 22:52 von Michael Eggert | Report spam
Moin!

Hàtte da mal eine Verstàndnisfrage zum Rauschen bei der Detektion von
Photonen:

In einem bestimmten Intervall treffen n_p Photonen auf einen Empfànger
und erzeugen dort n_e = eta * n_p freie Elektronen.
(eta = Quantenwirkungsgrad)


Ansatz 1:

Beim Auftreffen der Photonen handelt es sich um zufàllige Ereignisse,
die sich nicht gegenseitig beeinflussen. Folglich ergibt sich die
Verteilung der seltenen Ereignisse (Poisson-Verteilung) mit der
Varianz gleich dem Erwartungswert:

Var(n_p) = E(n_p)

Diese erzeugen nun n_e = eta * n_p freie Elektronen, also folgt:

Var(n_e) = Var(eta * n_p) = eta^2 * Var(n_p) = eta^2 * E(n_p)

Hier sehe ich aber nicht berücksichtigt, daß eta kein konstanter
Faktor, sondern eigentlich auch nur der Erwartungswert des Zufalls-
prozesses ist, ob ein Photon ein freies Elektron erzeugt oder nicht.


Ansatz 2:

Es werden n_e freie Elektronen erzeugt. Hierbei handelt es sich um
zufàllige Ereignisse, die sich nicht gegenseitig beeinflussen.
Folglich ergibt sich die Verteilung der seltenen Ereignisse
(Poisson-Verteilung) mit der Varianz gleich dem Erwartungswert:

Var(n_e) = E(n_e) = E(eta * n_p) = eta * E(n_p)

Das ergibt bei eta < 1 schonmal eine größere Varianz als Ansatz 1.
Ich sehe darin aber immernoch nicht, daß hier wirklich zwei
Zufallsprozesse nacheinander durchlaufen werden.


Die Quellen, die ich dazu gefunden habe, handeln das Quantenrauschen
ziemlich schnell und mit eta = 1 ab und gehen dann zum Dunkelstrom-
und Verstàrkerrauschen über (die interessieren mich erstmal nicht).

Hat vielleicht jemand einen Hinweis, eine Quelle oder ein passenderen
Suchbegriff als Quantenwirkungsgrad, Schrotrauschen, Poissonverteilung
etc für mich?

Dank und Gruß,
Michael.

X-Post de.sci.electronics + .physik, F'up2 .electronics
 

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#1 Ralph Aichinger
28/06/2009 - 23:17 | Warnen spam
In de.sci.electronics Michael Eggert wrote:
Hat vielleicht jemand einen Hinweis, eine Quelle oder ein passenderen
Suchbegriff als Quantenwirkungsgrad, Schrotrauschen, Poissonverteilung
etc für mich?



Ich weiß nicht ob es dir hilft, und ob man dort dazu was
findet, aber:

http://www.clarkvision.com/imagedetail/

ist vielleicht die Seite, die das aus der Perspektive der
Digitalfotografie am genauesten abhandelt.

X-Post de.sci.electronics + .physik, F'up2 .electronics



In de.rec.fotografie hàtt es auch gepaßt ;)

/ralph
http://www.flickr.com/photos/sooperkuh/

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