фоторегистрирующий модуль сигналов малой мощности, нужна помощь и советы в разработке и шумовых оценках Опции

[AiS]

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.

[AiS]

DS, 1064 nm

Есть однофотонные лавинные фотодиоды. Может они Вам помогут.

а не подскажете у кого посмотреть?

[DS]

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