| |
 Схема для измерения сверхмалых освещенностей, Снова об усилении фототока |
|
|
|
|
  Dec 11 2010, 16:10
|
Группа: Новичок
Сообщений: 3
Регистрация: 12-04-09
Пользователь №: 47 537
|
По диплому требуется заменить ФЭУ на фотодиод (ну прихоть у препода такая - именно фотодиод). Условия задачи - нужно регистрировать термолюминесценцию листа растения (закрытый бокс, т.е. засветок нет). Мощность излучения 100-500 наноВт. Диапазон волн - 680-800 нм. Частоты - 0-1000 Гц. Т.к. диплом, то ни о каких хамаматсу речи не идет - ни по срокам доставки, ни по ценам. Максимум есть FDS100 от Thorlabs. Но тут все плохо - чувствительность 0.50 A/Вт при 800 нм, мощности излучения 100-500 наноВт будет соответствовать 50-250 нА, темновой ток у фотодиода - 20нА (очень много или все таки учесть, что флуктуации темнового тока будут существенно меньше и будет просто фоновая составляющая). Т.е. высокие частоты не нужны , но нужна высокая чувствительность. Что можно посоветовать по доступному датчику-фотодиоду и трансимпедансному предусилителю. В принципе вариант нагуглил. Буду пробовать адаптировать. Буду признателен за советы. 
Сообщение отредактировал proxima2008 - Dec 11 2010, 16:11
|
|
|
|
|
|
2 страниц 
1 2 >
|
 |
Ответов
(1 - 27)
|
|
Dec 11 2010, 16:30
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(proxima2008 @ Dec 11 2010, 19:10)  По диплому требуется заменить ФЭУ на фотодиод (ну прихоть у препода такая - именно фотодиод). Условия задачи - нужно регистрировать термолюминесценцию листа растения (закрытый бокс, т.е. засветок нет). Мощность излучения 100-500 наноВт. Диапазон волн - 680-800 нм. Частоты - 0-1000 Гц. Менять ФЭУ на фотодиод... Ваш начальник... прогрессист? Сделайте некоторое подобие интегрирующей сферы, ... поставьте несколько диодов параллельно,... найдите линзочку..., светодиод с большой площадкой... Килогерц Вам не нужен - нет там таких частот. Ну... 1 Гц. Вместо трансимпедансного усилителя берите интегратор - IVC102, DDC11X.
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 12 2010, 18:34
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 129
Регистрация: 28-09-10
Из: Москва
Пользователь №: 59 793
|
Цитата(proxima2008 @ Dec 11 2010, 19:10) ...Но тут все плохо - .... мощности излучения 100-500 наноВт будет соответствовать 50-250 нА, темновой ток у фотодиода - 20нА..... Да - тут все очень плохо, особенно если учесть, что мощность интегральная. Тут даже Хамаматсу не поможет. Схема Ваша работать не будет как раз из-за темнового тока, его придется компенсировать. Однако, темновой ток сильно зависит от температуры, от нее же зависит шумовой ток. Бороться с этим можно только охлаждением и термостабилизацией. Схему лучше делать по схеме интегратора со сбросом, как Вам Tanya советовала, темновой ток компенсировать можно простым резистором во входной цепи. Если еще получиться повысить эффективность сбора излучения зеркалами или линзами - шанс на успех есть. Но опыту своих коллег, скажу, лучше поставьте хороший ФЭУ.
|
|
|
|
|
|
|
|
 Dec 14 2010, 17:24
|
Группа: Новичок
Сообщений: 3
Регистрация: 12-04-09
Пользователь №: 47 537
|
Спасибо - придется попробовать IVC102, так барин не хочет ФЭУ (а с ФЭУ то все работает). Еще мысли вслух - а кто-нибудь имеет опыт применения в качестве предуситлителя тока фотодиода OPA129 - какую минимальную мощность излучения можно зарегистрировать и какой фотодиод можно порекоммендовать исходя из Вашего практического опыта (диапазон длинн волн - 680-800 нм) - кто что использовал и что относительно доступно.
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 15 2010, 08:44
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287
|
Цитата(Tanya @ Dec 15 2010, 10:37) В простейшем случае - набор фильтров... Или монохроматор между источником и приемником... У Вас же есть Ocean optics? Есть (у Вас отличная память!). В нём всё просто: решётка и ССD-линейка. Но для условий автора темы такому тоже будет маловато света. Есть, кажется, спектрометры, где в качестве детектора - фотоумножитель. Ни разу не видел таких, поэтому интересуюсь. Как они устроены? Полагаю, фильтров там нет - ослаблять и без того слабое излучение - непозволительная роскошь. Как тогда формируется (пространственный?) спектр, ведь ФЭУ - не линейка? Слышал, что на помощь приходят сцинтилляторы. Но, используя сцинтиллятор, и автор может решить свою проблему с применением фотодиода, нет?
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 15 2010, 09:03
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Herz @ Dec 15 2010, 14:44) Есть, кажется, спектрометры, где в качестве детектора - фотоумножитель. Ни разу не видел таких, поэтому интересуюсь. Как они устроены? Полагаю, фильтров там нет - ослаблять и без того слабое излучение - непозволительная роскошь. Как тогда формируется (пространственный?) спектр, ведь ФЭУ - не линейка? Слышал, что на помощь приходят сцинтилляторы. Но, используя сцинтиллятор, и автор может решить свою проблему с применением фотодиода, нет? Устроены они классически - две щели, между которыми - призма и решетка (не всегда) (+, иногда, фильтры)... Развертка механическая. В Вашем - то же самое, только входная щель - световод, а выходная - элемент линейки. Можно вместо призм и решеток поставить фильтр - у него может быть большая спектральная ширина, поэтому много квантов пролезает. Сцинтилляторы работают только при больших энергиях детектируемых частиц - одна частица порождает много квантов света... Как ФЭУ... Почти. А видимый свет не может (по)родить несколько квантов на квант, поэтому не работает такое...
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 16 2010, 14:11
|
Гуру
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250
|
Цитата(dxp @ Dec 15 2010, 07:52) Лавинный фотодиод не поможет решить задачу? В ём тоже умножение фотоэлектронов происходит, как в ФЭУ, хотя физика другая и коэффициент размножения, конечно, не такой. Нет, у него шум намного порядков больший. Его хорошо применять, когда есть импульсный сигнал и строб. Общий совет - заморозить диод маленьким пельтье насколько сможете. Даже при -10 темновой ток сильно уменьшится, может и получится что-нибудь померить. На комнате скорее всего флуктуации забьют полезный сигнал. Учитывая, что и диод не самый лучший в мире. Вообще, вашего шефа надо бить веником по морде за такое глубокое "понимание" работы фотодетекторов.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
|
|
|
Dec 23 2010, 11:46
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 8-07-08
Пользователь №: 38 815
|
дифференциальная пара двух фотодиодов, пусть разницу засветок показывают. заодно ЭМ наводки можно отсечь.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jan 10 2011, 06:32
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 197
Регистрация: 8-04-05
Пользователь №: 3 977
|
Цитата(DS @ Dec 16 2010, 20:11) Нет, у него шум намного порядков больший. Его хорошо применять, когда есть импульсный сигнал и строб. Лавинный диод - вполне конкурент фэу. И вытеснил его ( фэу ) во многих местах. По крайней мере, регистрация одиночных фотонов делается в основном на лавинных фотодиодах. Есть матрица 1000х1000 с шумом в 0,15 электрона на пиксел. "The EMCCD camera, an Andor iXonEM+ 888, was read out at 10MHz with x300 EM gain amplification, achieving 9 frames/s with 0.15 electrons effective read noise."
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
.
