Пироэлектрические детекторы

Пироэлектрические тепловые детекторы

Пироэлектрические детекторы GenTec представляют собой детекторы для работы при комнатной температуре, которые генерируют токовый выход, который прямо пропорционален скорости изменения температуры при воздействии источника излучения. Они лучше всего описываются источником переменного тока, конденсатором и резистором. Их токовый выход определяется уравнением I = p (T) A dT / dt, где I - ток, p (T) – пироэлектрический коэффициент, A - площадь, определяемая передним электродом, и dT / dt - скорость изменения температуры пирокристалла. Преимущества пироэлектрического детектора над другими ИК-детекторами: работа в помещении, широкий спектральный отклик, высокая чувствительность (D *) и быстрый отклик (от суб-наносекунд до 50 Ом).

QS-L и QS-H пироэлектрические детекторы

Пассивные дискретные пироэлектрические детекторы GenTec c диаметром активной области от 1 до 9 мм представлены в двух конфигурациях: модели с высокой чувствительностью или с высоким значением регитсриуемаой средней мощности. Они представляют собой пироэлектрический детекторный элемент с металлическим покрытием (MT) и миниатюрным корпусом TO-5 или TO-8. Диаграмма, показанная слева, идентифицирует выходные контакты для обоих типов детекторов. Органическое черное покрытие (BL), увеличивает оптическое поглощение и помогает сгладить спектральный отклик. Для заказа также предлагается ряд окон, которые могут быть добавлены в корпус TO. Представленные детекторы идеально подходят для работы с импульсными лазерами.

Гибридные детекторы QS-IF и QS-IL

Эти детекторы обеспечивают высокий коэффициент усиления (> 10⁵ В / Вт) и / или широкую полосу пропускания (> 10 МГц). В этой конфигурации пироэлектрический детекторный элемент соединяется с малошумящим операционным усилителем. Модели QS-IL разработаны для высокой производительности на низких и средних частотах, а модели QS-IF обеспечивают хорошую производительность на средних и высоких частотах. Эти детекторы очень просты в использовании. Просто подайте +/- 10 - 15 В для питания операционного усилителя и добавьте внешний резистор, если требуется, для настройки полосы пропускания, и вы готовы измерить импульсные, модулированные или прерываемые источники излучения: от нДж до мДж и от нВт до Вт. Эти детекторы также отличные кандидаты для любых широкополосных аналитических приборов или систем лазерного измерения.

Выходное напряжение VS. Частота

Гибридные детекторы серии QS-VL и QS-IL предназначены для максимального увеличения напряжения на низких частотах и, следовательно, включают в себя резисторы нагрузки и обратной связи в диапазоне от 100 до 300 ГОм. Они также предназначены для 8-контактных TO корпусов, которые позволяют добавлять «внешний резистор» для уменьшения выхода и увеличения полосы пропускания. На схеме слева показана типичная схема подключения для детектора QS5-IL (с MT-покрытием) с использованием внешних резисторов и конденсаторов. С другой стороны, детекторы серии QS-IF предназначены для приложений с высокой пропускной способностью и поэтому включают в себя резистор обратной связи с меньшим сопротивлением 100 МОм. 

Работа в режиме измерения мощности

При использовании гибридного детектора серии QS-IL для измерения мощности (в ваттах) вашего непрерывного источника (CW) или источника с высокой частотой следования импульсов (квази-непрерывный), потребуется оптический модулятор (прерыватель). На диаграмме слева показан типичный выход напряжения QS5-IL при использовании всистеме тестовых испытаний QS-I-TEST. Обратите внимание, что выход напряжения представляет собой почти «квадратную волну», времена нарастания и спада которой определяются постоянной времени RC схемы. Оптическая мощность прямо пропорциональна пиковому напряжению минус напряжение фонового сигнала. Компаyия GenTec калибрует эти устройства при работе в этом режиме.

Работа в режиме измерения энергия

Пироэлектрические детекторы GenTec являются идеальным выбором при измерении характеристик импульсного лазера в диапазоне от нДж до мДж по всему спектру! Изображение с экрана осциллографа слева представляет собой типичный выходной сигнал QS9-IL при использовании с QS-I-TEST, настроенным как интегрирующий джоулеметр. Обратите внимание на быстрый подъем до пика, а затем более медленное затухание, определяемое постоянной времени RC, выбранной для интегрирующей схемы. В этой конфигурации вы можете измерять абсолютную энергию импульса, резонансную частоту и стабильность параметров от импульса к импульсу. Максимальная ширина импульса источника определяется постоянной времени RC, которую вы выбираете, и нет предела тому, насколько короткий импульс можно измерить!

Широкий спектральный отклик

В отличие от фотодиодных и фотогальванических детекторов, пироэлектрические детекторы GenTec не ограничиваются небольшой частью электромагнитного спектра. Это действительно спектральные датчики с широкой полосой пропускания, чувствительные от 0.1 до 3000 мкм (глубокий УФ, дальний ИК и ТГц). Любое излучение, поглощаемое покрытием или кристаллами пироэлектрика, приведет к измеримому сигналу. На двух графиках слева показан относительный спектральный отклик детекторов с разными покрытиями МТ и BL. Обратите внимание, что детально задокументированная и откалиброванная по стандартам NIST часть этих кривых находится в диапазоне от 0.25 до 15 мкм. В настоящее время нет стандартов для измерений > 15 мкм.