Black silicon-foto-ontvanger

Kies de LCA-S-400K-BSI voor zwakke signalen binnen een bandbreedte van 400 kHz, en de HCA-S-20M-BSI wanneer een responstijd van 18 ns of een bandbreedte tot 20 MHz vereist is. Het LCA-model biedt een versterking van 1 × 10⁷ V/A en een NEP van 110 fW/√Hz, tegenover 1 × 10⁵ V/A en 3,3 pW/√Hz voor het HCA-model. Het HCA-model accepteert tot 22 µW bij 1010 nm terwijl het binnen het opgegeven lineaire versterkingsbereik blijft, terwijl de limiet voor het LCA-model 1,37 µW bedraagt. De keuze moet daarom beginnen bij de verwachte modulatiefrequentie, het optische vermogen en de vereiste signaal-ruisverhouding. Het LCA-model biedt bovendien een groter actief oppervlak van 2 × 2 mm wanneer tolerantie voor optische uitlijning belangrijk is.

Ja, beide modellen dekken golflengten van 200 tot 1100 nm, waardoor één enkele ontvanger kan worden ingezet voor UV-, zichtbare en nabij-infraroodmetingen. De kwantumefficiëntie is ongeveer 90% van 240 tot 1000 nm, terwijl de maximale gevoeligheid is opgegeven als 0,73 A/W bij 1010 nm. De responsiviteit in ampère per watt varieert echter nog steeds met de golflengte, waardoor hetzelfde optische vermogen niet noodzakelijk overal in het volledige bereik dezelfde fotostroom oplevert. Daarom moet een golflengtespecifieke kalibratie worden toegepast wanneer absolute optische vermogens of spectrale intensiteit worden gemeten. Het uitgebreide spectrale bereik kan de noodzaak verminderen om detectoren tussen aangrenzende golflengtebanden te wisselen.

De twee ontvangers vereisen een verschillende uitgangsbelasting, dus het aangesloten instrument moet worden geconfigureerd voor het gekozen model. Hoewel de LCA-S-400K-BSI een uitgangsimpedantie van 50 Ω heeft, is deze ontworpen voor een hoogohmige belasting van ten minste 100 kΩ en levert hij onder die voorwaarde een uitgangsbereik van −3 tot +10 V. De HCA-S-20M-BSI moet worden afgesloten met 50 Ω en levert ±1,5 V voor lineaire werking, met een opgegeven maximum van ±2 V. Een onjuiste afsluiting kan de geleverde amplitude veranderen en de opgegeven bedrijfsomstandigheden ongeldig maken. Een korte, goed afgeschermde RF-kabel kan helpen elektromagnetische interferentie tussen de ontvanger en een oscilloscoop, omvormer of lock-in versterker te beheersen.

Beide varianten gebruiken een vrije-ruimteflens met schroefdraad van 1.035″-40 en een intern geschroefde koppelring met een buitendiameter van 30 mm. Deze configuratie accepteert compatibele lenzen, buizen, componenten voor cagesystemen en andere optische accessoires met schroefdraad. De LCA-S-400K-BSI kan worden gebruikt met PRA-FC-, PRA-FCA- en PRA-FSMA-adapters, terwijl voor de HCA-S-20M-BSI ook optionele FC- en FSMA-conversie beschikbaar is. De detector van 2 × 2 mm geeft het LCA-model meer tolerantie bij de positionering van de bundel dan het actieve oppervlak van 1 × 1 mm van het HCA-model. Dankzij M4- en UNC 8-32-schroefgaten kunnen beide ontvangers op standaard metrische of imperiale optische posts worden gemonteerd.

De optische verzadigingswaarde definieert het benaderende bovenste ingangsniveau voor lineaire versterking, terwijl de absoluut maximale waarde een schadedrempel is en geen bruikbaar meetbereik. Bij 1010 nm heeft de LCA-S-400K-BSI een lineair verzadigingsvermogen van 1,37 µW en een absoluut maximale CW-ingang van 10 mW. De HCA-S-20M-BSI blijft lineair tot 22 µW bij 1010 nm, met een absoluut maximale waarde van 80 mW/mm². De limiet van het HCA-model is uitgedrukt als optische vermogensdichtheid, dus er moet rekening worden gehouden met bundeloppervlak en lokale intensiteit, en niet alleen met het totale vermogen. Optische verzwakking moet worden toegepast wanneer het verwachte signaal het lineaire verzadigingsniveau kan benaderen of onvoorspelbaar kan variëren.

NEP is een naar de ingang herleide spectrale ruisdichtheid en moet samen met de effectieve meetbandbreedte worden beoordeeld. Voor de LCA-S-400K-BSI is 110 fW/√Hz opgegeven bij 1010 nm en 10 kHz, terwijl voor de HCA-S-20M-BSI 3,3 pW/√Hz is opgegeven bij 1010 nm en 1 MHz. Als eerste orde benadering schaalt de RMS-ingangsruis met de NEP vermenigvuldigd met de vierkantswortel van de equivalente ruisbandbreedte, hoewel het werkelijke resultaat afhangt van filtering en het volledige ruisspectrum. De twee waarden zijn gemeten bij verschillende frequenties en mogen niet worden beschouwd als totale geïntegreerde ruis over de volledige bandbreedte van elke ontvanger. Bij de keuze van de ontvanger moet daarom rekening worden gehouden met de beoogde filterbandbreedte, modulatiefrequentie, het optische signaalvermogen en de vereiste acquisitietijd.

Beide ontvangers vereisen een gestabiliseerde voeding van ±15 V en zijn gespecificeerd voor gebruik tussen ±14,5 en ±16,5 V. De opgegeven voedingsstromen zijn ±40 mA voor het LCA-model en ±50 mA voor het HCA-model, terwijl een voedingscapaciteit van ten minste ±150 mA wordt aanbevolen. Voor de prestatiegegevens geldt een opwarmtijd van 20 minuten, waarbij 10 minuten wordt genoemd als de minimaal aanbevolen tijd vóór de meting. Het bedrijfstemperatuurbereik is 0 tot +60 °C en het opslagbereik is −30 tot +85 °C. De installatieomgeving moet vrij blijven van rook, stof, olie, vet, condenserend vocht en vergelijkbare verontreinigingen; detectorkoeling is bij normaal gebruik op kamertemperatuur niet nodig.