信噪比的定义

评价探测器的探测性能常用它的信噪比、噪声等效功率NEP和探测灵敏度D*来描述。在任何探测器的输出端，总存在着一些毫无规律、事前无法预测的电压起伏，这种探测器固有、不可避免的现象称之为“噪声”。NEP是表示得到与噪声输出相等的信号输出时输入信号的大小。要真正确定辐射信号的存在，入射辐射功率应为NEP的2～6倍。NEP基本能表达一个探测器的探测能力，但它的大小依赖于探测器元件的面积A，也依赖于放大器频带宽度Δf。为了比较探测器的优劣，需用探测灵敏度 D*来衡量。D*是与 NEP 成反比的量（王建宇，2002；Herbert J.K.，1993），由下式求出：

D*=（A·Δf）1/2/NEP （5-6-1）

信噪比是指信号对噪声的比值，通常称为系统的灵敏度，当元件面积为1cm2、频带宽度为1Hz、照射光的入射功率为1W时，D*的值等于探测器输出信号与其噪声之比，即信噪比。可表示为：

成像光谱岩矿识别方法技术研究和影响因素分析

系统的信噪比和探测器灵敏度（D*）、波段带宽成线性关系，和瞬时视场角IFOV成正比，但D*的大小受探测器制造工艺的限制，而波段带宽和IFOV应根据用户的需求和实现的可能性来选定；选用面积大的探测器，可以提高系统的信噪比，但在一定的IFOV情况下，探测器的增大就要增加系统的焦距，这样光谱仪的体积就以探测器的线度乘三次方的关系增加，相应重量也随之增加。另外，探测器的面积过大，也会使器件的性能下降；一旦系统的探测器和系统的瞬时视场已被选定，在光学系统设计中，在影像质量允许的情况下，光学系统的焦距f数应尽量地小，系统的信噪比随f数的减小以平方根关系增加；增加像元成像时的积分时间，可以提高信噪比，这样可以通过提高光机扫描效率、多元并扫或面阵推帚的办法达到。