Главная / Библиотека / Фотодетекторы EOT

Фотодетекторы EOT

Фотодетекторы EOT

Введение

Фотодетекторы EOT - по-настоящему многофункциональный инструмент для измерений ширины импульса и различных приложений, связанных с анализом профиля импульса.

Серия ЕТ разработана на базе PIN фотодиодов. Фотодетекторы работают в режиме обратного смещения. В основе работы PIN фотодиодов - внутренний фотоэффект, с помощью которого оптическое излучение преобразуется в электрический сигнал (ток). В качестве источника напряжения обратного смещения используется литиевый элемент (один или более) на 3 В. Если требуется более высокое напряжение, подключают внешние аккумуляторы. Каждый фотодетектор оснащен выходным SMA или BNC разъемом. Для подключения фотодетектора к осциллографу достаточно установить нагрузочное сопротивление в 50 Ом. Почти все фотодетекторы подходят к подключению через разъем FC и совместимы с оптоволоконными источниками излучения.

Фотодетекторы с усилителем трансимпеданса

Эти фотодетекторы также основаны на технологии PIN фотодиодов, однако оснащены еще и высокоскоростным усилителем трансимпеданса. Благодаря усилителям повышается чувствительность фотодетектора - устройство распознает излучение мощностью до 100 нВт.
В основном коэффициент усиления в фотоприемниках с усилителем трансимпеданса составляет 26 дБ. Следует отметить, что эти фотоприемники связаны по переменному току, нижняя частота среза составляет 30 кГц.

Приложения

  • Измерение ширины импульса / визуализация профиля импульса лазерных источников с модуляцией добротности
  • Мониторинг выходного сигнала лазеров с синхронизацией мод
  • Визуализация резкой модуляции диодных лазеров и непрерывных (или импульсных) лазерных источников с внешней модуляцией
  • Обнаружение пучка / калибровка импульсных и непрерывных лазеров
  • Фотоприемники с большой рабочей областью применяются и в качестве измерителей мощности (расчет уровней мощности проводится по закону Ома)

На рисунке проиллюстрированы некоторые области применения фотоприемников серии ET:

1

Слева: профиль непрерывного импульса длительностью менее 100 пс (анализ сделан при длине волны 1064 нм, фотодетектор ET-2000), справа: биение мод в лазерном Q-switched источнике на основе Nd:YAG кристалла, диапазон частот осциллографа более 10 ГГц, фотодетектор ЕТ-2000

Основные характеристики фотодетекторов

Чувствительность: отношение возникающего фототока к данной мощности падающего света, зависит от длины волны, единица измерения А/Вт.

Спектральная чувствительность: спектральная чувствительность фотодетектора представлена зависимостью от длины волны.

Время нарастания: время, необходимое для роста уровня выходного сигнала фотодетектора от 10% до 90% от пиковой величины.

Время спадания: время, необходимое для снижения уровня выходного сигнала фотодетектора от 90% до 10% от пиковой величины.

Частотная характеристика: частотная характеристика фотоприемника чаще всего описывается как функция чувствительности от частоты модуляции потока излучения, измеряется в децибелах или герцах.

Нижняя пороговая частота: частота излучения, при которой мощность выходного сигнала фотодетектора снижается на 3 дБ, при этом частота сигнала составляет порядка 100 кГц.

Частотный диапазон: разность между верхним и нижним частотным порогом, измеренная в герцах. Частотный диапазон фотодетектора приближенно рассчитывается через время нарастания Tr по следующей формуле:

Частотный диапазон (Гц) ≈ 0.35/Tr

Темновой ток: небольшой ток, протекающий в фотодиоде при отсутствии освещения фотокатода.

Емкость перехода: значение емкости между выводами полупроводникового излучателя без емкости корпуса при заданных напряжении смещения и частоте.

Напряжение пробоя: значение обратного напряжения, вызывающего пробой перехода, при котором обратный ток через полупроводниковый излучатель превышает заданное значение.

Энергетический эквивалент шума: энергетический эквивалент количества падающих фотонов (излучения) к уровню собственных шумов, когда соотношение сигнал/шум составляет 1.

Расчет мощности лазера

Используя значение чувствительности при данной длине волны и применяя закон Ома (V=IR), можно рассчитать мощность лазерного излучения, прошедшего через активную область детектора.

Например, выходной сигнал фотодетектора ЕТ-2030 имеет мощность 20 мВ, длина волны лазерного излучения 632.8 нм. Нагрузочное сопротивление 50 Ом, мощность входного сигнала рассчитывается как: I = 0.02 В/50 Ом, откуда I = 0.0004 A.

Спектральная чувствительность кремниевого фотодетектора ЕТ-2030 при длине волны излучения 632.8 нм составляет 0.4 A/Вт. Тогда 0.0004 A/0.4 A/Вт = 1 мВт - искомая мощность входного излучения.

Нужно отметить, что расчеты приводятся только для сигнала, затронувшего рабочую область фотодетектора. Расчеты абсолютной мощности сигнала не столь важны для практических применений, поскольку в реальных установках присутствуют потери.

Принципиальная схема фотоприемников

Схема электрической цепи фотодетекторов на основе арсенида галлия-индия и кремния, частотный диапазон менее 2 ГГц:

3

Схема электрической цепи фотодетектора с частотным диапазоном более 12 ГГц:

4

Последние статьи
Преобразование выходного сигнала в последовательность прямоугольных импульсов

Искажение импульса проявляется в виде отклонений профиля сигнала от «идеального» профиля. Конечно, искажения напрямую влияют не только на форму, но и на добротность. Например, очень часто системе не хватает скорости отклика, чтобы передать вид точной амплитуды сигнала, которая, в свою очередь, меняется слишком быстро...

Селекция импульсов в ультрабыстрых усилителях с положительной обратной связью с использованием ротаторов Фарадея EOT

При проектировании лазерных фемтосекундных и пикосекундных систем используются усилители с распределенной обратной связью, осуществляющие селекцию импульсов...

Фотодетекторы EOT

Фотодетекторы EOT - по-настоящему многофункциональный инструмент для измерений ширины импульса и различных приложений, связанных с анализом профиля импульса...

Изоляторы и вращатели Фарадея EOT

Вредное воздействие оптической обратной связи на лазерные диоды и осцилляторы известно достаточно давно, оно вызывает частотную нестабильность, релаксацию колебаний, усиление стимулированного излучения, в некоторых случаях повреждает оптические приборы...

Применение решетки Spectrogon для оценки вклада дисперсии групповой задержки в сигнал оптического параметрического осциллятора обратной волны

Методы компрессии лазерных импульсов широко применяют для получения ультракоротких импульсов субпикосекундной и фемтосекундной длительности. При таких длительностях протяженность импульса в пространстве составляет микроны...

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку, и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2