Thorlabsi SPDMA ühe footoni tuvastamise moodul

Tooteteave

• Toote nimi: Ühe footoni detektor SPDMA
• Tootja: Thorlabs GmbH
• Versioon: 1.0
• Kuupäev: 08. detsember 2021

Üldteave
Thorlabsi SPDMA ühe footoni detektor on mõeldud optiliste mõõtmistehnikate jaoks. See kasutab jahutatud ränilaviini fotodioodi, mis on spetsialiseerunud lainepikkuste vahemikule 350–1100 nm ja mille maksimaalne tundlikkus on 600 nm. Detektor muudab sissetulevad footonid TTL-impulsssignaaliks, mis võib olla viewed ostsilloskoobiga või ühendatud välise loenduriga SMA ühenduse kaudu. SPDMA-l on integreeritud Thermo Electric Cooleri (TEC) element, mis stabiliseerib dioodi temperatuuri, vähendades pimeduse loenduskiirust. See võimaldab kõrget footonite tuvastamise efektiivsust ja võimaldab tuvastada võimsustasemeid kuni fW. Dioodil on ka aktiivne kustutusahel suure loenduskiiruse jaoks. Väljundsignaali saab optimeerida võimenduse reguleerimise kruvi abil.

Detektorit saab väliselt käivitada, kasutades TTL Trigger IN signaali, et valida üksikute footonite tuvastamise ajaraam. Optilise joondamise teeb lihtsamaks dioodi suhteliselt suur aktiivne ala, mille läbimõõt on 500 mm. Diood on tehases joondatud sisendavaga kontsentriliseks, tagades kvaliteetse jõudluse. SPDMA ühildub Thorlabsi 1-tolliste objektiivitorudega ja Thorlabsi 30 mm puurisüsteemiga, võimaldades paindlikku integreerimist optilistesse süsteemidesse. Seda saab paigaldada meetermõõdustikus või inglise keeles, kasutades kombineeritud keermega kinnitusavasid 8-32 ja M4. Toode sisaldab sidurit SM1T1 SM1, mis kohandab väliskeere sisekeermega, koos SM1RR kinnitusrõnga ja korduvkasutatava plastikust kaitsekattega.

Toote kasutusjuhised
Paigaldamine

1. Määrake oma seadistusele sobiv kinnitussüsteem (meetriline või imperial).
2. Joondage SPDMA valitud süsteemi kinnitusavadega.
3. Kinnitage SPDMA kindlalt sobivate kruvide või poltidega.

Seadistamine

1. Ühendage SPDMA toiteallikaga vastavalt kaasasolevatele spetsifikatsioonidele.
2. Vajadusel ühendage SMA-ühendusega ostsilloskoop või väline loendur, et jälgida väljundimpulsssignaali.
3. Kui kasutate välist päästikut, ühendage TTL Trigger IN signaal SPDMA vastava sisendpordiga.
4. Veenduge, et dioodi temperatuur oleks stabiliseeritud, jättes Thermo Electric Cooleri (TEC) elemendile piisavalt aega oma töötemperatuuri saavutamiseks.
5. Tehke kõik vajalikud võimenduse reguleerimised, kasutades väljundsignaali optimeerimiseks võimenduse reguleerimise kruvi.

Tööpõhimõte
SPDMA töötab, teisendades sissetulevad footonid TTL-impulsssignaaliks, kasutades jahutatud ränilaviini fotodioodi. Dioodi sisseehitatud aktiivne kustutusahel võimaldab kõrget loenduskiirust. TTL Trigger IN signaali saab kasutada üksikute footonite tuvastamise väliseks käivitamiseks teatud aja jooksul.
Märkus: Vaadake alati Thorlabs GmbH esitatud kasutusjuhendit ja ohutusjuhiseid üksikasjaliku teabe saamiseks tõrkeotsingu, tehniliste andmete, jõudlusgraafikute, mõõtmete, ettevaatusabinõude, sertifikaatide ja vastavuse, garantii ja tootja kontaktandmete kohta.

Meie eesmärk on välja töötada ja toota parimaid lahendusi teie rakendustele optiliste mõõtmistehnikate valdkonnas. Aitamaks meil teie ootustele vastata ja oma tooteid pidevalt täiustada, vajame teie ideid ja ettepanekuid. Meie ja meie rahvusvahelised partnerid ootame teid huviga.

Hoiatus
Selle sümboliga tähistatud jaotistes kirjeldatakse ohte, mis võivad põhjustada kehavigastusi või surma. Enne näidatud protseduuri läbiviimist lugege alati hoolikalt läbi seotud teave

Tähelepanu
Sellele sümbolile eelnevad lõigud selgitavad ohte, mis võivad seadet ja ühendatud seadmeid kahjustada või põhjustada andmete kadumise. See juhend sisaldab ka sellel kujul kirjutatud “MÄRKUSED” ja “VIHTEED”. Palun lugege see nõuanne hoolikalt läbi!

Üldteave

Thorlabsi SPDMA ühe footoni detektor kasutab jahutatud räni laviini fotodioodi, mis on spetsialiseerunud lainepikkuste vahemikule 350–1100 nm ja mille maksimaalne tundlikkus on 600 nm. Sissetulevad footonid muundatakse detektoris TTL-impulssiks. SMA ühendus pakub otsest väljundimpulsssignaali moodulist, mis võib olla viewed ostsilloskoobiga või ühendatud välise loenduriga. Integreeritud Thermo Electric Cooleri (TEC) element stabiliseerib dioodi temperatuuri, et vähendada pimeduse loenduskiirust. Madal pimeduse loenduskiirus ja kõrge footonite tuvastamise efektiivsus võimaldavad tuvastada kuni fW võimsustasemeid. SPDMA dioodi integreeritud aktiivne kustutusahel võimaldab kõrgeid loenduskiirusi. Väljundsignaali saab veelgi optimeerida pideva reguleerimisega, kasutades võimenduse reguleerimise kruvi. Kasutades TTL Trigger IN signaali, saab SPDMA väliselt käivitada, et valida ajakava üksikute footonite tuvastamiseks. Optilist joondamist lihtsustab 500 mm läbimõõduga dioodi suhteliselt suur aktiivne ala. Diood on tehases aktiivselt joondatud, et see oleks sisendavaga kontsentriline, mis suurendab selle seadme kõrget kvaliteeti. Paindlikuks integreerimiseks optilistesse süsteemidesse mahutab SPDMA kõik Thorlabsi 1-tollised objektiivitorud ja ka Thorlabsi 30 mm puurisüsteemi. Tänu 8-32 ja M4 kombineeritud keermega kinnitusavadele saab SPDMA-d paigaldada meetermõõdustikus või inglise keeles. Toode sisaldab sidurit SM1T1 SM1, mis kohandab väliskeere sisekeermega ja hoiab SM1RR kinnitusrõngast ja korduvkasutatavat kaitsvat plastikust kattekorki. Veel üks advantage seisneb selles, et SPDMA-d ei saa kahjustada soovimatu ümbritsev valgus, mis on paljude fotokordisti torude jaoks kriitiline.

Tähelepanu
Kogu selle toote ohutusteave ja hoiatused leiate lisa peatükist Ohutus.

Tellimiskoodid ja tarvikud

SPDMA ühe fotoni detektor, 350 nm – 1100 nm, aktiivse ala läbimõõt 0.5 mm, kombineeritud keermega kinnitusavad, mis ühilduvad 8-32 ja M4 keermega

Kaasas olevad tarvikud

• Toiteallikas (±12 V, 0.3 A / 5 V, 2.5 A)
• Plastikust kattekork (toote nr SM1EC2B) kaasasoleval SM1T1 SM1 siduril koos SM1RR SM1 kinnitusrõngaga.

Valikulised tarvikud

• Kõik Thorlabsi sise- või väliskeermega SM1 (1.035″-40) tarvikud ühilduvad SPDMA-ga.
• 30 mm puurisüsteemi saab paigaldada SPDMA-le.
• Palun külastage meie kodulehte http://www.thorlabs.com erinevate tarvikute jaoks, nagu kiudadapterid, postid ja postihoidjad, andmelehed ja lisateave.

Alustamine

Osade loend
Kontrollige transpordikonteinerit kahjustuste suhtes. Ärge lõigake pappi läbi, kuna kasti võib vaja minna ladustamiseks või tagastamiseks. Kui saatekonteiner näib olevat kahjustatud, hoidke seda alles, kuni olete sisu terviklikkust kontrollinud ja SPDMA-d mehaaniliselt ja elektriliselt testinud. Veenduge, et olete pakendis saanud järgmised esemed:

SPDMA ühe footoni detektor
Plastikust kattekork (toote nr SM1EC2B) SM1T1-SM1 siduril koos SM1RR-SM1

Kinnitusrõngas
Toiteallikas (±12 V, 0.3 A / 5 V, 2.5 A) toitejuhtmega, pistikuga vastavalt tellimisriigile

Kiirviide

Kasutusjuhised
Tööelemendid

Paigaldamine
SPDMA paigaldamine optilisele lauale Paigaldage SPDMA optilisele postile, kasutades üht kolmest seadme vasakul ja paremal küljel asuvast kinnitusavast. Kombineeritud keermestatud augud võtavad vastu nii 8-32 kui ka M4 keerme, nii et on võimalik kasutada nii imperiaalseid kui ka metrilisi TR poste.

Välise optika paigaldamine
Kliendisüsteemi saab kinnitada ja joondada kas välise SM1 keerme või 4 mm puurisüsteemi 40-30 kinnitusava abil. Positsioonid on näidatud jaotises Tööelemendid. Väline SM1 keerme mahutab Thorlabsi SM1-keermega (1.035-40) adapterid, mis ühilduvad mis tahes arvu Thorlabsi 1-tollise keermestatud tarvikutega, nagu välise optika, filtrid, avad, kiudadapterid või objektiivitorud. SPDMA tarnitakse koos SM1T1 SM1 siduriga, mis kohandab väliskeere SM1 sisekeermega. Ühenduse kinnitusrõngas hoiab kaitsekatte korki. Vajadusel keerake sidur lahti. Lisatarvikute saamiseks külastage meie websaidil või võtke ühendust Thorlabsiga.

Seadistamine
Pärast SPDMA paigaldamist seadistage detektor järgmiselt.

1. Lülitage SPDMA sisse, kasutades kaasasolevat toiteallikat.
2. Lülitage SPDMA sisse, kasutades instrumendi küljel olevat lülitusnuppu.
3. Vajutage oleku LED-i katet, et näha olekut:
4.  Punane: LED on algselt punane toiteallikaga ühendamisel, mis näitab seda ühendust ja vajadust oodata, kuni andur on saavutanud töötemperatuuri.
5. Mõne sekundi jooksul jahtub diood maha ja oleku LED muutub roheliseks. Kui dioodi temperatuur on liiga kõrge, muutub oleku LED uuesti punaseks. Kui LED on punane, siis impulsi väljundisse signaali ei saadeta.
6. Roheline: detektor on tööks valmis. Diood on töötemperatuuril ja signaal saabub impulsi väljundisse.

Märkus
Oleku LED muutub punaseks, kui töötemperatuur on liiga kõrge. Palun tagage piisav õhuventilatsioon. Lükake kate tagasi oleku LED-i ette, et LED-tuli ei segaks mõõtmist. Footonite tuvastamise tõhususe suurendamiseks keerake võimenduse reguleerimise kruvi pilukruvikeerajaga (1.8–2.4 mm, 0.07–3/32 tolli). Lisateavet võimenduse kohta leiate peatükist Kasutuspõhimõte. Kasutage minimaalset võimendust, kui madal pimeduse loendusmäär on kriitiline. Selle hinnaks on madal footonite tuvastamise tõhusus. Kasutage Maximum Gain, kui on soovitav koguda maksimaalne arv footoneid. Selle hinnaks on suurem pimeduse loendusmäär. Kuna aeg footoni tuvastamise ja signaali väljundi vahel muutub koos võimenduse seadistusega, hinnake see parameeter pärast võimenduse seadistuse muutmist uuesti.

Märkus
"Trigger In" ja "Pulse Out" on 50 W takistusega. Veenduge, et päästiku impulssallikas on võimeline töötama 50 W koormusel ja et "Pulse Out"-ga ühendatud seade töötaks 50 W sisendtakistusega.

Tööpõhimõte
Thorlabs SPDMA kasutab räni laviini fotodioodi (Si APD), mis töötab vastupidises suunas ja on veidi üle rikkeläve vol.tage VBR (vt joonist allpool, punkt A), tuntud ka kui laviini voltage. Seda töörežiimi tuntakse ka kui Geigeri režiimi. Geigeri režiimis olev APD jääb metastabiilsesse olekusse, kuni saabub footon ja genereerib PD ristmikus vabu laengukandjaid. Need tasuta laengukandjad käivitavad laviini (punkt B), mis viib märkimisväärse vooluni. APD-sse integreeritud aktiivne kustutusahel piirab APD-d läbivat voolu, et vältida hävimist ja vähendab eelpinge mahtutage all jaotus voltage VBR (punkt C) kohe pärast seda, kui footon vabastas laviini. See võimaldab kõrgeid loendusmäärasid, kus loenduste vahel on surnud aeg kuni määratud surnud ajani maksimaalse võimendusega. Hiljem on eelarvamus voltage on taastatud.

Kustutusaja jooksul, mida tuntakse dioodi surnud ajana, on APD tundetu muude sissetulevate footonite suhtes. Dioodi metastabiilses olekus on võimalikud spontaanselt vallandatud laviinid. Kui need spontaansed laviinid tekivad juhuslikult, nimetatakse neid tumedateks loendusteks. Integreeritud TEC-element stabiliseerib dioodi temperatuuri ümbritsevast temperatuurist madalamal, et vähendada pimeduse loenduskiirust. See välistab vajaduse ventilaatori järele ja väldib mehaanilist vibratsiooni. Kui spontaanselt vallandatud laviinid on ajas korrelatsioonis footoni poolt põhjustatud impulsiga, nimetatakse seda järelimpulsiks.
Märkus
APD omaduste tõttu ei pruugita kõiki üksikuid footoneid tuvastada. Põhjused on APD sisemine surnud aeg kustutamise ajal ja LAPD mittelineaarsus.

Reguleerimine
Võimenduse reguleerimiskruvi kasutades ülevoldtage väljaspool jaotust voltage saab kohandada vastavalt SPDMA-le. See suurendab footonite tuvastamise efektiivsust, aga ka pimeduse loenduskiirust. Pidage meeles, et suurema võimenduse seadistuste korral suureneb järelpulseerimise tõenäosus veidi ning võimenduse reguleerimine mõjutab ka aega footoni tuvastamise ja signaali väljundi vahel. Surnud aeg pikeneb võimenduse vähenemisega.

Plokiskeem ja käivitage IN

Sissetuleva footoni genereeritud vooluimpulss läbib impulsi kujundamise ahelat, mis lühendab APD väljundi TTL-impulsi kestust. "Pulse Out" terminalile rakendatakse impulsi kujundaja signaal, et loendusi saaks teha viewostsilloskoobiga või registreeritud välise loenduriga. Päästiku puudumisel on värav suletud ja laseb signaali välja. Kasum muudab kallutatust (overvoltage) APD-l. Nihe juhitakse füüsiliselt läbi aktiivse kustutuselemendi, kuid see ei mõjuta aktiivset kustutamist.

TTL päästik
TTL Trigger võimaldab impulsi väljundit selektiivselt aktiveerida: Kõrge Trigger Input (määratud tehnilistes andmetes) korral jõuab signaal impulsi väljundisse. See on vaikeseade, kui käivitajana ei rakendata välist TTL-signaali. Kui kasutatakse TTL-i päästiku sisendsignaali, peab TTL-i vaikesisend olema "Madal". Footonite tuvastamisest tulenev signaal saadetakse pulssiväljundisse Trigger Input voltage lülitub “Kõrgele”. Kõrged ja madalad signaalid on täpsustatud jaotises Tehnilised andmed.
Märkus
"Trigger In" ja "Pulse Out" on 50 W takistusega. Veenduge, et päästiku impulssallikas on võimeline töötama 50 W koormusel ja et "Pulse Out"-ga ühendatud seade töötaks 50 W sisendtakistusega.

Hooldus ja teenindus

Kaitske SPDMA-d ebasoodsate ilmastikutingimuste eest. SPDMA ei ole veekindel.

Tähelepanu
Instrumendi kahjustamise vältimiseks ärge jätke seda pihustite, vedelike ega lahustite kätte! Seade ei vaja kasutaja poolt regulaarset hooldust. See ei sisalda mooduleid ja/või komponente, mida kasutaja saaks parandada. Kui ilmneb rike, võtke tagastamisjuhiste saamiseks ühendust Thorlabsiga. Ärge eemaldage katteid!

Veaotsing

Näidati APD ületemperatuuri Temperatuuri juhtimisahel tuvastas, et APD tegelik temperatuur ületas seadepunkti. Tavalistes töötingimustes ei tohiks seda juhtuda isegi pärast pikaajalist töötamist. Kuid tõus üle määratud töötemperatuuri vahemiku piiri või detektori liigne soojuskiirgus võib põhjustada ületemperatuuri hoiatuse. Oleku LED muutub ülekuumenemise märkimiseks punaseks. Tagage piisav õhuvool seadme ümber või tagage väline passiivne jahutus

Lisa
Tehnilised andmed
Kõik tehnilised andmed kehtivad suhtelise suhte juures 45 ± 15%. niiskus (mittekondenseeruv).

1. Vaikimisi TTL-signaali puudumisel on > 2 V, mis võimaldab signaali impulsi väljundisse. Anduri käitumine ei ole määratletud vahemikus 0.8 V kuni 2 V.
2. Mittekondenseeruv

Definitsioonid
Aktiivne kustutamine toimub siis, kui kiire diskrimineerija tajub footoni poolt vabastatud laviinivoolu järsku algust ja vähendab kiiresti nihke mahtutage nii, et see on hetkeks rikke all. Seejärel tagastatakse nihe väärtusele, mis on suurem jaotuse mahusttage järgmise footoni tuvastamise ettevalmistamisel. Järelpulseerimine: Laviini ajal võivad mõned laengud kõrge välja piirkonna sisse lõksu jääda. Kui need laengud vabastatakse, võivad need vallandada laviini. Neid võltssündmusi nimetatakse järelimpulssideks. Nende lõksu jäänud laengute eluiga on suurusjärgus 0.1 μs kuni 1 μs. Seega on tõenäoline, et järelimpulss tekib vahetult pärast signaaliimpulssi.

Surnud aeg on ajavahemik, mille detektor kulutab taastumisolekus. Selle aja jooksul on see sissetulevate footonite suhtes tegelikult pime. Dark Count Rate: see on registreeritud loenduste keskmine määr ilma langeva valguse puudumisel ja määrab minimaalse loenduskiiruse, mille korral signaali põhjustavad valdavalt tõelised footonid. Vale tuvastamise sündmused on enamasti termilise päritoluga ja seetõttu saab neid jahutatud detektori abil tugevalt maha suruda. Geigeri režiim: selles režiimis töötab diood veidi üle rikkeläve vol.tage. Seega võib üks elektron-augu paar (tekitatud footoni neeldumisel või termilisel kõikumisel) vallandada tugeva laviini. Võimenduse reguleerimise tegur: see on tegur, mille võrra saab võimendust suurendada. APD küllastus: APD footonite arv ei ole täpselt lineaarselt proportsionaalne langeva optilise CW võimsusega; hälve suureneb sujuvalt optilise võimsuse suurenemisega. See mittelineaarsus põhjustab vale footonite arvu kõrgel sisendvõimsusel. Teatud sisendvõimsuse tasemel hakkab footonite arv optilise võimsuse edasise suurenemisega isegi vähenema. Iga tarnitud SPDMA-d testitakse sobiva küllastuskäitumise suhtes, et sarnaneda sellele eksample.

Esinemisplaanid
Tüüpiline footoni tuvastamise efektiivsus

Pulse Out signaal

Mõõtmed

Ohutus
Seadmeid sisaldavate süsteemide ohutuse eest vastutab süsteemi kokkupanija. Kõik kasutusohutuse ja tehniliste andmete kohta käesolevas kasutusjuhendis esitatud väited kehtivad ainult siis, kui seadet kasutatakse õigesti nii, nagu see on kavandatud. SPDMA-d ei tohi kasutada plahvatusohtlikus keskkonnas! Ärge ummistage korpuses olevaid õhuventilatsiooniavasid! Ärge eemaldage katteid ega avage korpust. Sees ei ole kasutaja poolt hooldatavaid osi! Seda täppisseadet saab hooldada ainult siis, kui see tagastatakse ja on korralikult pakendatud täielikku originaalpakendisse, kaasa arvatud pappdetailid. Vajadusel küsi asenduspakendit. Andke hooldus kvalifitseeritud personalile! Selles seadmes ei saa teha muudatusi ega kasutada komponente, mida Thorlabs ei tarninud, ilma Thorlabsi kirjaliku nõusolekuta.

Tähelepanu
Enne SPDMA voolu ühendamist veenduge, et 3-juhtmelise toitejuhtme kaitsejuhe on õigesti ühendatud pistikupesa kaitsemaanduskontaktiga! Vale maandus võib põhjustada elektrilöögi, mis võib põhjustada tervisekahjustusi või isegi surma! Kõiki mooduleid tohib kasutada ainult nõuetekohaselt varjestatud ühenduskaablitega.

Tähelepanu
Järgmine väide kehtib selles juhendis käsitletud toodete kohta, kui siin pole teisiti märgitud. Teiste toodete avaldus kuvatakse vastavas saatedokumentatsioonis.
Märkus
Seda seadet on testitud ja leitud, et see vastab FCC reeglite 15. osale B-klassi digitaalseadmetele kehtestatud piirangutele ning vastab kõigile digitaalseadmete Kanada häireid tekitavate seadmete standardi ICES-003 nõuetele. Need piirangud on loodud pakkuma mõistlikku kaitset kahjulike häirete eest kodupaigaldises. See seade genereerib, kasutab ja võib kiirata raadiosageduslikku energiat ning kui seda ei paigaldata ega kasutata vastavalt juhistele, võib see põhjustada raadiosides kahjulikke häireid. Siiski ei ole mingit garantiid, et teatud paigalduses häireid ei esine. Kui see seade põhjustab raadio- või televisioonivastuvõtule kahjulikke häireid, mida saab kindlaks teha seadme välja- ja sisselülitamisega, julgustatakse kasutajat proovima häireid kõrvaldada ühe või mitme järgmise meetmega:

• Suunake või paigutage vastuvõtuantenn ümber.
• Suurendage seadme ja vastuvõtja vahelist kaugust.
• Ühendage seade erineva vooluahela pistikupessa, kui vastuvõtja on ühendatud.
• Abi saamiseks pöörduge edasimüüja või kogenud raadio-/teletehniku ​​poole.
• Kasutajad, kes muudavad või muudavad käesolevas juhendis kirjeldatud toodet viisil, mida Thorlabs (vastavuse eest vastutav osapool) pole sõnaselgelt heaks kiitnud, võivad tühistada kasutaja volitused seadet kasutada.

Thorlabs GmbH ei vastuta raadiotelevisiooni häirete eest, mis on põhjustatud selle seadme modifitseerimisest või muude kui Thorlabsi poolt määratud ühenduskaablite ja seadmete asendamisest või ühendamisest. Sellisest volitamata muutmisest, asendamisest või lisamisest põhjustatud häirete kõrvaldamise eest vastutab kasutaja. Varjestatud I/O-kaablite kasutamine on vajalik selle seadme ühendamisel mis tahes ja kõigi valikuliste välis- või hostseadmetega. Selle eiramine võib rikkuda FCC ja ICESi reegleid.

Tähelepanu
Mobiiltelefone, mobiiltelefone ega muid raadiosaatjaid ei tohi kasutada seadmest kuni kolme meetri raadiuses, kuna elektromagnetvälja intensiivsus võib sel juhul ületada IEC 61326-1 kohaselt lubatud maksimaalseid häireväärtusi. Seda toodet on testitud ja leitud, et see vastab standardi IEC 61326-1 piirangutele lühemate kui 3 meetri (9.8 jala) ühenduskaablite kasutamisel.

Sertifikaadid ja vastavus

Garantii

Dokumendid / Ressursid

Thorlabsi SPDMA ühe footoni tuvastamise moodul [pdfKasutusjuhend SPDMA ühe footoni tuvastamise moodul, SPDMA, ühe footoni tuvastamise moodul, fotoni tuvastamise moodul, tuvastusmoodul, moodul

Viited

• Kasutusjuhend