Добрый день!
Вероятно мой вопрос может и не иметь ответа))
Может кто-нибудь подскажет метод приёма ик излучения(10мкм). Думаем построить имп.дальномер на co2 лазере. Необходимо измерять расстояния до стационарных объектов до 2км. Импульсный лазер есть. То есть чем плевать в пространство импульсы по 100 нс есть. Но в полном недоумении чем принимать сигнал. Для более менее точности требуется скорость срабатывание 1нс. Помидорами не кидайте почему именно co2 и 10мкм, это спустили сверху, готовый лазер -нужно применить. С обработкой принимаемого сигнала тоже разберемся, есть опыт обработки сигналов ацп гигагерцовиком со всей обвязкой и вычислениями.
Из приемников с близкими скоростями нашёл только пироэлектрики, но во первых они помоему пока только в научных статьях)) и они не передают форму сигнала.

Подскажите пожалуйста хотя бы направление, может не все безнадёжно)))

А чем вы измеряли 100нс импульс от лазера? И не понятно у вас проблема с измерение короткого импульса или диапазоном излучения?

Я тупо не знаю как и чем принять сигнал))

Проблемы и диапазоном и с длительностью. Я тупо не знаю как и чем принять сигнал))

HgCdTe is the only common material that can detect infrared radiation in both of the accessible atmospheric windows. These are from 3 to 5 µm (the mid-wave infrared window, abbreviated MWIR) and from 8 to 12 µm (the long-wave window, LWIR). Detection in the MWIR and LWIR windows is obtained using 30% [(Hg0.7Cd0.3)Te] and 20% [(Hg0.8Cd0.2)Te] cadmium respectively. HgCdTe can also detect in the short wave infrared SWIR atmospheric windows of 2.2 to 2.4 µm and 1.5 to 1.8 µm.

HgCdTe is a common material in photodetectors of Fourier transform infrared spectrometers. This is because of the large spectral range of HgCdTe detectors and also the high quantum efficiency. It is also found in military field, remote sensing and infrared astronomy research. Military technology has depended on HgCdTe for night vision. In particular, the US air force makes extensive use of HgCdTe on all aircraft, and to equip airborne smart bombs. A variety of heat-seeking missiles are also equipped with HgCdTe detectors. HgCdTe detector arrays can also be found at most of the worlds major research telescopes including several satellites. Many HgCdTe detectors (such as Hawaii and NICMOS detectors) are named after the astronomical observatories or instruments for which they were originally developed.

The main limitation of LWIR HgCdTe-based detectors is that they need cooling to temperatures near that of liquid nitrogen (77K), to reduce noise due to thermally excited current carriers (see cooled infrared camera). MWIR HgCdTe cameras can be operated at temperatures accessible to thermoelectric coolers with a small performance penalty.

HgCdTe can be used as a heterodyne detector, in which the interference between a local source and returned laser light is detected. In this case it can detect sources such as CO2 lasers. In heterodyne detection mode HgCdTe can be uncooled, although greater sensitivity is achieved by cooling. Photodiodes, photoconductors or photoelectromagnetic (PEM) modes can be used. A bandwidth well in excess of 1 GHz can be achieved with photodiode detectors.

. . . . если бы работали на 1мкм проблем бы не было - приемников разных много.

А преобразовать излучение лазера нелин. кристаллом, волна уменьшится, лазер CO2 останется, принять будет проще.
(вопрос дилетанта)

. . . . Вообще импульсная мощность лазера чуть больше 1квт. . . . .

Грубо, оценка порядка величин: по Стефану-Больцману интегральная мощность фонового излучения 0.5кВт/м2 при комнатной температуре. Соответственно, если расходимость луча и поле зрения оптической системы фотоприемника будут порядка метра квадратного, то величины вполне сопоставимые.

Наверняка не подойдёт. Похоже авторам "сверху" нужно, чтобы лазер был незаметным.

Слишком далеко в ИК.
Тело нагретое до температуры в 310К даст максимум излучения на длине волны в районе 10мкм. Тел нагретых солнцем до температуры 37 градусов может быть множество. Фоновая засветка от близлежащих объектов убьет всю чувствительность. Посчитайте энергетику луча на отражение(ИК очень хорошо поглощается. Отразится ли вообще? Или у вас отражатели специальные установлены?)и возможную энергетику засветки от близлежащей поверхности площадью например 1м^2. Может на стадии расчетов от идеи откажетесь. Кто его знает.
Для поиска приемника можно порыться в книге "Приемники и детекторы излучений. Справочник" за авторством Михаила Бараночникова. Может что и отыщется.
А так обычно это область пиродатчиков и болометров.

Если денег хватит, то VML10T4:


PS. Дежа вю: ищется быстрый ИК "фотодиод" на 8-12 микрон..

Задачка )

10 мкм - это где-то около десятой части электрон-вольта энергии, если рассматривать твердотельное, а не электровакуумное, то нужен полупроводник с соответствующей характеристикой, страшно сказать какая собирающая поверхность, чтоб до него хоть сколько-то энергии от пятна подсвета долетело, и, возможно, еще как-то избавиться от света теплой подстилающей поверхности, который где-то рядом по диапазону. )

А как-нибудь там модулировать и попытаться фазу измерять не получится?

А какой режим замера предполагается, непрерывно-импульсный, периодический, "по запросу" ?
Каким образом Вы предполагаете выделение сигнала из фона/помех. Модуляция предполагается ? Например поляризация.

Для более менее точности требуется скорость срабатывание 1нс.

Сомневаюсь, что для ФЭУ и люминофора (тем более люминофор в дальнем ИК - специфическая весч), это реально.Если использовать приемники которые предложили Вам выше, наиболее реально использовать фазовый метод но в импульсной реализации.
Это упростит и детектирование, как "пачки" импульсов, так и точную временнУю "засечку" на их основе.

1. По поводу оптических преобразователей.
В первом приближении физика не позволяет при возбуждении квантом с низкой энергией(длина волны 10мкм) получить на выходе квант более высокой энергии(длина волны 1мкм).
Есть оптические преобразователи с суммированием энергии квантов, но там выход низковат для ваших задачек.
2. Поглощение для начала оцените как для абсолютно черного тела , а затем для зеркала(для них есть коэффициенты отражения для разных длин волн). Это будут ваши граничные значения. Все остальное, что вы будете видеть - внутри этих границ.
3. Для таких точностей с модуляцией могут фозникнуть проблемы. Точность определения фазы понадобится аховая. Все таки 10000 отсчетов нужно поиметь.
100000см /20 см = 5000 *2.

... отражение в идеале происходит просто от местности, но как минимум от зданий деревянных или кирпичных...

В таком случае, придется ещё учитывать диффузное отражение..

(1) т.е. генерить лазером с амплитудной модуляцией с частотой допустим 50мгц, в течении допустим 500нс?
(2) это вы имеете ввиду под пачкой? просто не очень понял... про "кодированные" пачки... т.е. несколько импульсов 100нс(с разным временным интервалом) с в течении 1 мкс...

Необходимость измерять дальность на длине волны 10 мкм скорее всего связана для реализации принципа "Вижу - измеряю". Т.е. есть прибор наблюдения, работающий в этом диапазоне (8-14 мкм) - тепловизор, в него видно цели, и хочется измерить до них дальность. Если использовать дальномер на 1.06 или 1.5 мкм, то при определённых условиях (например, задымление) в тепловизор объекты будет видно, а измерить до них дальность будет проблематично. Поэтому и требуется дальномер на дальнее ИК.

По технической реализуемости. Это всё было пройдено ещё в 1980-е годы, занималось этим ЦКБ "Точрпибор" (ПО НПЗ, г. Новосибирск), уже почившее в бозе. Да, лазер на СО2 (делали сами), фотоприёмник охлаждаемый, на КРТ. По КРТ материалам можно обратиться в ИФП СО РАН, это основное учтреждение по этой тематике в РФ. Подробнее не скажу, давно не интересуюсь.

По технической реализуемости. Это всё было пройдено ещё в 1980-е годы, занималось этим ЦКБ "Точрпибор" (ПО НПЗ, г. Новосибирск), уже почившее в бозе. Да, лазер на СО2 (делали сами), фотоприёмник охлаждаемый, на КРТ. По КРТ материалам можно обратиться в ИФП СО РАН, это основное учтреждение по этой тематике в РФ. Подробнее не скажу, давно не интересуюсь.

База-то базой, но фундаментальные свойства вещей и явлений подвинуть тяжело. Собственная температура приемника как раньше мешала, так и сегдня мешать будет.

Если импульсной модуляцией удастся получить сигнал с периодической огибающей и выделить ее на сравнительно низкочастотном фотоприемнике, то дальше уже можно маневрировать в пределах современных возможностей. Например, что-то вроде коррелятора как в спутниковом навигационном приемнике приспособить, разменяв точность определения фазы на длительность одного измерения.

Можно по подробнее про спутниковый коррелятор?

Это потребует, вместо повышения точности и разрешения АЦП и частоты дискретизации, увеличения длительности приема и повышения точности (стабильности) опорного генератора частоты.

Лет пять назад читал статью про получения двухслойный частиц способных поглощать несколько квантов 2 мкм и переизлучать один по-моему 450нм.. вдруг наука что то уже сделала))

сейчас я думаю намного проще.... все таки тех. база для обработки и измерений ушли далеко вперед