Освещенность лазера, Сколько люкс? Опции

[kostr89]

Здарвствуйте уважаемые!У меня возник такой вопрос,который я не могу решить самостоятельно!
Есть красный лазер 5мВт с длиной волны 680нм,луч которого проходит сквозь воду и попадает на фотодиод.Данным способом хочу измерять мутность воды.В характеристиках фотодиода написано,что чувствительность 9нА/люкс.Вопрос звучит так:Какую освещенность в люксах будет давать данный лазер на расстоянии 10см,если считать что диаметр луча 3мм?Какой фототок будет давать фотодиод,если не учитывать воду?заранее спасибо!

[Tanya]

Здарвствуйте уважаемые!У меня возник такой вопрос,который я не могу решить самостоятельно!
Есть красный лазер 5мВт с длиной волны 680нм,луч которого проходит сквозь воду и попадает на фотодиод.Данным способом хочу измерять мутность воды.В характеристиках фотодиода написано,что чувствительность 9нА/люкс.Вопрос звучит так:Какую освещенность в люксах будет давать данный лазер на расстоянии 10см,если считать что диаметр луча 3мм?Какой фототок будет давать фотодиод,если не учитывать воду?заранее спасибо!

Обычно измеряют мощность лазера. Для этого существуют специальные измерители. А потом можно посчитать число испускаемых фотонов в секунду. Электроны, в которые фотодиод превращает фотоны обусловлены внутренним фотоэффектом. Один фотон будет продуцировать меньше одного электрона. Можно предполагать, что для специальных фотометрических фотодиодов это отношение будет почти хорошей константой. Что до освещенности, то тут сложно - Вы ведь не знаете распределение мощности по сечению луча. Также чувствительность фотодиода в люксах есть некоторое усреднение по длинам волн видимого света. Да и не нужно это Вам.
А нужно Вам отношение рассеянной (или прошедшей) энергии к испускаемой. Лучше, конечно, измерять обе величины одним датчиком, но это потребует некоторых оптических ухищрений. Если испускаемая мощность более или менее стабильная, то для не очень мутной среды точнее будут измерения рассеянного света. Подозреваю, что фотодиода маловато будет... ФЭУ на порядки чувствительнее - там фотоэлектроны размножаются. Примерно в миллион раз. Конечно, лазер достаточно мощный для получения хорошего сигнала на фотодиоде при прямом попадании, но если поглощение (рассеяние) маленькое (около процента), измерить его с хорошей точностью таким способом будет практически очень трудно. Лучше всего поставить два детектора - один для прошедшего, а другой - для рассеянного света. Второй лучше с оптикой, которая будет фокусировать некоторую часть луча на детектор. Лучше всего, конечно, - интегрирующая сфера.
Тема перенесена. Т.

[kostr89]

Обычно измеряют мощность лазера. Для этого существуют специальные измерители. А потом можно посчитать число испускаемых фотонов в секунду. Электроны, в которые фотодиод превращает фотоны обусловлены внутренним фотоэффектом. Один фотон будет продуцировать меньше одного электрона. Можно предполагать, что для специальных фотометрических фотодиодов это отношение будет почти хорошей константой. Что до освещенности, то тут сложно - Вы ведь не знаете распределение мощности по сечению луча. Также чувствительность фотодиода в люксах есть некоторое усреднение по длинам волн видимого света. Да и не нужно это Вам.
А нужно Вам отношение рассеянной (или прошедшей) энергии к испускаемой. Лучше, конечно, измерять обе величины одним датчиком, но это потребует некоторых оптических ухищрений. Если испускаемая мощность более или менее стабильная, то для не очень мутной среды точнее будут измерения рассеянного света. Подозреваю, что фотодиода маловато будет... ФЭУ на порядки чувствительнее - там фотоэлектроны размножаются. Примерно в миллион раз. Конечно, лазер достаточно мощный для получения хорошего сигнала на фотодиоде при прямом попадании, но если поглощение (рассеяние) маленькое (около процента), измерить его с хорошей точностью таким способом будет практически очень трудно. Лучше всего поставить два детектора - один для прошедшего, а другой - для рассеянного света. Второй лучше с оптикой, которая будет фокусировать некоторую часть луча на детектор. Лучше всего, конечно, - интегрирующая сфера.
Тема перенесена. Т.

спасибо за ответ!ФЭУ конечно хорошо,но у меня устройство должно быть портативным и питаться от 12В,а ФЭУ требует высокого стабильного напряжения.
Про рассеянный свет (нефелометрический метод) я знаю,но в конструкции проще измерять прошедший свет.
В лазерах пишут его мощность,например 10мВт,это мощность потребления или мощность излучения?

Сообщение отредактировал kostr89 - Sep 15 2011, 12:04

[Tanya]

спасибо за ответ!ФЭУ конечно хорошо,но у меня устройство должно быть портативным и питаться от 12В,а ФЭУ требует высокого стабильного напряжения.
Про рассеянный свет (нефелометрический метод) я знаю,но в конструкции проще измерять прошедший свет.
В лазерах пишут его мощность,например 10мВт,это мощность потребления или мощность излучения?

Есть такие готовые модули - там все внутри и источник высокого напряжения, и усилители разные. В т.ч. счетчик фотонов... Размер -(примерно) спичечный коробочек - большая морковка.
Hamamatsu photomultiplier modules - поищите в гугле. Купить (иногда удивительно дешево) можно на e-bay.
Мощность на выходе. Естественно.