[AiS 0]

Доброго времени суток!

 

Очень нужна ваша помощь и советы по следующей разработке.

Необходимо разработать устройство, позволяющее регистрировать импульсы мощностью от 10^11 до 10^8 Вт. Длительность импульса – 3нс, частота ~ кГц. Диаметр фоторегистрирующей площадки - 1.5 мм.

Так как данная область для меня фактически новая, обращаюсь к вам с рядом вопросов.

 

1. Какой тип фотодиодов лучше использовать PIN или лавинный? PIN обладает меньшим уровнем шума, а учитывая малый уровень сигнала, это немаловажно. С другой стороны, именно по причине малого уровня сигнала, применение ЛФД кажется более целесообразным, так как с помощью него можно получить хорошее усиление сигнала.

2. Если для PIN все ясно, то как рассчитать шум для ЛФД? В документации, данной на сайтах производителей фотодиодов (Hamamatsu, Perkin Elmer, Laser Components) приведена следующая формула для расчета спектральной плотности шума:

 

In^2 = 2q (Ids + (Idb + R(l)*Ps )M^2*F),

 

где: q - заряд электрона (в Кл),

Ids - поверхностный ток утечки фотодиода (в А),

Idb - объемный ток утечки (в А),

M - коэффициент умножения носителей,

F - избыточный коэффициент шума,

R (l) - чувствительность фотоприемника (в А/Вт);

Ps- мощность регистрируемого излучения (в Вт).

 

При этом темновой ток ЛФД выражается, как Id = Ids + M*Idb.

Во всех спецификациях на ЛФД дается величина только темнового тока Id. Тогда возникает вопрос, как рассчитать шум, зная только величину Id и не зная величин Ids и Idb?

 

3. Какие варианты схем на выходе фотодиода могут обеспечить широкую полосу пропускания (~ 200 Мгц) и низкий уровень шума <= 0.01 мкА? Пока рассматривалась классическая схема трансимпедансного усилителя на базе OPA847 (http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa847.pdf). Однако такой вариант при полосе 200Мгц и сопротивлении обратной связи Rf = 2 кОм, по моим расчет дает токовый шум, приведенный ко входу ОУ в 0.1 мкА.

 

 

Заранее большое спасибо.

[Vasil_Riabko 11]

Как то не стыкуется

Необходимо разработать устройство, позволяющее регистрировать импульсы мощностью от 10^11 до 10^8 Вт. Длительность импульса – 3нс,

и

Какой тип фотодиодов лучше использовать PIN или лавинный? PIN обладает меньшим уровнем шума, а учитывая малый уровень сигнала, это немаловажно.

[AiS 0]

упс... там конечно же 10^-11 и 10^-8

[DEM_ALEX 0]

Есть однофотонные лавинные фотодиоды. Может они Вам помогут.

[DS 0]

Длина волны излучения какая ?

[AiS 0]

DS, 1064 nm

 

Есть однофотонные лавинные фотодиоды. Может они Вам помогут.

а не подскажете у кого посмотреть?

[DS 0]

А мощность средняя или в импульсе ? А то Вы, похоже, собираетесь фотоны по частям регистрировать.

[AiS 0]

DS, мощность, как я понимаю в импульсе. Рассчитана как (энергия*количство фотонов)/время импульса. Количество фотонов рассматривлось от 1 до 1000.

[Herz 4]

Есть однофотонные лавинные фотодиоды. Может они Вам помогут.

Тоже не слышал. Дайте ссылку, пожалуйста.

 

Диаметр фоторегистрирующей площадки - 1.5 мм.

А этот параметр кем и на каком основании задан?

[DS 0]

Тоже не слышал. Дайте ссылку, пожалуйста.

 

SPAD погуглите.

 

Думаю, что для такой длины волны оптимальным будет ФЭУ с полупроводниковым катодом и замороженный до температуры ниже -30 градусов.

SPAD ориентированы на 0.6 - 0.8 мкм.

[AiS 0]

А этот параметр кем и на каком основании задан?

 

Параметр задан нашим заказчиком. Основание - видимо, это предел на котором они могут сфокусироваться.

Вообще вся эта работа связана с регистрацией параметров плазмы, и этот модуль нужен для регистрации томсоновского рассеяния. Отсюда и такой малый уровень сигнала.

 

Думаю, что для такой длины волны оптимальным будет ФЭУ с полупроводниковым катодом и замороженный до температуры ниже -30 градусов.

 

по поводу ФЭУ...вроде как они по длине волны и не проходят...или я ошибаюсь? :cranky:

[DS 0]

Параметр задан нашим заказчиком. Основание - видимо, это предел на котором они могут сфокусироваться.

Вообще вся эта работа связана с регистрацией параметров плазмы, и этот модуль нужен для регистрации томсоновского рассеяния. Отсюда и такой малый уровень сигнала.

по поводу ФЭУ...вроде как они по длине волны и не проходят...или я ошибаюсь? :cranky:

 

R3809 как раз для Вас. Стоит правда, тысяч двадцать зеленых, но в плазменной физике бедным делать нечего.

[AiS 0]

DS, спасибо, пойду гляну, что за вещь B)

[zaofd 0]

AiS, Вам нужны лавинные фотодиоды на основе структуры металл-резистор-полупроводник. Это фактически кремниевые фотоумножители.

Мы выпускаем эти приборы. Пишите в личку - дам все координаты для связи с нами.

[DS 0]

AiS, Вам нужны лавинные фотодиоды на основе структуры металл-резистор-полупроводник. Это фактически кремниевые фотоумножители.

Мы выпускаем эти приборы. Пишите в личку - дам все координаты для связи с нами.

 

Параметры приведите сих невиданных приборов. Кремниевые с однофотонной чувствительностью на длине волны больше микрона. Если не фуфло, мы у Вас купим пару вагонов.