Frage zu Schrotrauschen

[Stefan (Gast)]

Warum ist die Grenzempfindlichkeit optischer Übertragungssysteme durch 
das Schrotrauschen begrenzt?

Hängt dies mit h*f >> k*T zusammen?

[Klaus R. (klara)]

Hallo Stefan,
zumindest versucht man im Infrarotbereich den optischen Sensor auf den 
absoluten Nullpunkt zu kühlen. Und im HF-Bereich haben wir die kosmische 
Hintergrundstrahlung, hat letztlich ebenfalls etwas mit der Temperatur 
zu tun. Um dies zu umgehen macht man die Antennen gross oder schaltet 
sie zu Arrays zusammen und bildet so eine riesige virtuelle Antenne.
Gruss Klaus.

[Stefan (Gast)]

Stimmt dieser Zusammenhang: h*f >> k*T ?

[Ulrich (Gast)]

h*f >> kT hat was mit dem Untergrund zu tun. Wenn die thermische Energie 
zu groß wird im Vergleich zu den Lichtquanten die noch detektiert 
werden, dann gibt es zu viel untergrund (Rauschen). Das Schrotrauchen 
kommt dadurch zustande, das es immer nur ganze Elektronen gibt. Nach den 
Formeln der Statistik muss man N (unabhängig) detektierten Teilchen 
(elektronen) mit einer Unsicherheit von Wurzel(N) rechnen. Dieser 
Rauchanteil steigt also mit der Wurzel der Intensität an.
Anschaulich wird das z.B. wenn man bedenkt das man sehr kleine 
Intensitäten am besten durch Zählen der mit einem Photomultipier einzeln 
detektierten Photonen mißt. Genau wie beim Geigerzähler kommt auch hier 
ungenauigkeit mit der Wurzel aus der Anzahl. Zwar ist das Zählen auf 
geringe Intensitäten begrenzt, das Rauchen ist aber unabhängig davon ob 
man nun einzeln zählt oder den Strom als Summe misst.

Kompliziert wird das ganze erst wieder wenn Laser in Spiel sind und die 
Photonen correliert sind. Aber das wird fast immer vernachlässigt.