Фотоприемники на основе внутреннего фотоэффекта

При использовании фотоприемников в качестве измерительных преобразователей в СИ энергетических параметров лазерного излучения важным моментом является согласование ФП с электронной схемой преобразования электрического сигнала измерительной информации. Обычные схемы включения ФП представлены на рис. 2. Фотоэлементы включаются в схему аналогично фотодиодам. Обычно ФП включают последовательно с нагрузкой Rн и источником питания Е. В зависимости от подключения «земляной» точки и сопротивления нагрузки сигнал ФП может быть получен как положительной (рис. 2,а,д), так и отрицательной (рис. 2,б, г) полярности. ФР включают в электрическую цепь так же, как н ФД. Для получения сигнала положительной полярности с ФЭУ можно подключить нагрузку в разрыв между одним из последних динодов и точкой подключения делителя к этому диноду. В этом случае чувствительность ФЭУ несколько ниже, чем при обычном включении, так как отсутствует усиление в последних каскадах.

Конденсатор Сбл во всех случаях включается для уменьшения внутреннего сопротивления источника питания при импульсном сигнале. Обычно емкость Сбл выбирается довольно большой 0,01—1 мкф. Такие конденсаторы имеют паразитные индуктивности, и включение их в оконечных каскадах ФЭУ (см. рис. 2,в) может приводить к снижению быстродействия. Поэтому при работе в наносекундном диапазоне длительностей к указанным Сбл следует подключать параллельно небольшие малоиндуктивные емкости для обеспечения прохождения импульсов с короткими фронтами. Увеличение быстродействия ФЭУ достигается индивидуальным подбором режима питания, изменением сопротивлений делителя. При этом учитываются конструктивные особенности и несовершенства конкретного экземпляра ФЭУ. С помощью подбора режима питания добиваются и оптимизации отношения сигнал-шум.

Фотодиоды могут использоваться как в фотодиодном (с питанием), так и в фотовольтаическом (без питания) режиме. В СИ энергетических параметров обычно используют фотодиодный режим, так как при этом диапазон линейности и быстродействие гораздо больше, чем в фотовольтаическом режиме, важное значение для работы СИ энергетических параметров лазерного излучения имеет согласование с электронной схемой.

Для получения на нагрузке Rн сигнала, амплитуда которого пропорциональна энергии импульсного излучения, параллельно ей включают конденсатор Сн таким образом, чтобы постоянная времени ф=RэCн была больше длительности импульса излучения (здесь Rэ Ї эквивалентное сопротивление, составленное из параллельно подключенных Rн, внутреннего сопротивления ФП и входного сопротивления устройства преобразования .электрического сигнала).

Для получения на нагрузке Rн сигнала, амплитуда которого пропорциональна мощности импульсного излучения, выбирают с помощью параметров схемы постоянную времени фотоприемного устройства меньше длительности импульса, чтобы импульсный электрический сигнал воспроизводил форму оптического сигнала.

Для измерения мощности лазерного излучения в непрерывном режиме могут быть использованы как вакуумные, так и полупроводниковые ФП. В этом случае не требуется их высокого быстродействия, как в импульсном режиме. Важную роль при этом играют такие параметры, как чувствительность, уровень шума, нестабильность самих ФП, так как в непрерывном режиме техника измерений электрических сигналов хорошо отработана и на точность измерений метрологические свойства системы обработки и регистрации информации оказывают незначительное влияние.

Схема измерения энергетических параметров лазерного излучения в работе представлена на рис.1

Рис.1 Схема для фотоэлектрического измерения энергетических параметров

1- лазер; 2- светофильтр; 3- положительная линза; 4- матовое стекло; 5-фотоприемник; 6-усилитель; 7-осцилограф.

Познавательно о обучении:

Анализ материально технической базы кабинета технологии с учетом санитарно-гигиенических требований и правил техники безопасности
Учебные мастерские представляют собой одно из помещений образовательного учреждения, позволяющих создать оптимальную организацию учебно-воспитательного процесса на занятиях и внеурочной работе по предмету «Технология» с набором необходимого оборудования, материалов и дидактических средств. При обор ...

Методика обучения технологии в школе
Образование является составной частью культуры человека и общества. Поэтому, чтобы выявить основные черты образования, необходимо проанализировать особенности культуры, в рамках которой оно развивается. Культура имеет материальную и духовную формы. Материальная культура включает в себя совокупность ...

Общая характеристика дифференцированного зачета по теме: «Алгебраические дроби»
Дифференцированный зачет разработан для учащихся 7 класса, которые изучают алгебру по программе МПИ-проект, разработанной авторским коллективом под руководством Э.Г. Гельфман и М.А.Холодной. В рамках этой программы создана серия учебных книг, одной из которых является книга Э.Г.Гельфман, Л.М. Алфут ...