Главная / Библиотека / Фотодетекторы EOT: принцип работы и основные характеристики

Фотодетекторы EOT: принцип работы и основные характеристики

Фотодетекторы EOT: принцип работы и основные характеристики

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

 

© Electro-Optics Technology, Inc. 

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции EOT на территории РФ

 

 

Новые статьи
Измерение спектров флуоресценции Avantes

Флуоресцентная спектроскопия (т.н. флуорометрия или спектрофлуориметрия), представляет собой тип электромагнитной спектроскопии, при которой анализируется флуоресценция образца.

Применение дифракционных оптических элементов в преобразовании распределения интенсивности лазерного пучка

В статье изложены принципы работы и примеры использования современной дифракционной оптики: гомогенизаторов, светоделителей, формирователей профиля интенсивности.

Бриллюэновская спектроскопия

Высокая контрастность и подавление волн накачки в спектрометре LightMachinery HF-8999-532 позволили наблюдать отчетливый спектр Бриллюэна.

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