Тхорлабс СПДМА модул за детекцију једног фотона

Информације о производу

• Назив производа: Једнофотонски детектор СПДМА
• Произвођач: Тхорлабс ГмбХ
• верзија: 1.0
• Датум: 08-дец-2021

Опште информације
Тхорлабсов СПДМА детектор са једним фотоном је дизајниран за оптичке технике мерења. Користи хлађену силицијумску лавину фотодиоду која је специјализована за опсег таласних дужина од 350 до 1100 нм, са максималном осетљивошћу на 600 нм. Детектор претвара долазне фотоне у ТТЛ импулсни сигнал, што може бити viewед на осцилоскопу или повезан са екстерним бројачем преко СМА везе. СПДМА има интегрисани термоелектрични хладњак (ТЕЦ) елемент који стабилизује температуру диоде, смањујући стопу бројања тамне боје. Ово омогућава високу ефикасност детекције фотона и омогућава детекцију нивоа снаге до фВ. Диода такође укључује активно коло за гашење за високе стопе бројања. Излазни сигнал се може оптимизовати помоћу завртња за подешавање појачања.

Детектор се може екстерно покренути коришћењем ТТЛ Триггер ИН сигнала за одабир временског оквира за детекцију појединачних фотона. Оптичко поравнање је олакшано релативно великом активном површином диоде, која има пречник од 500 мм. Диода је фабрички поравната тако да буде концентрична са улазним отвором, обезбеђујући висококвалитетне перформансе. СПДМА је компатибилан са Тхорлабс цевима сочива од 1” и Тхорлабс системом кавеза од 30 мм, омогућавајући флексибилну интеграцију у оптичке системе. Може се монтирати у метричке или империјалне системе користећи 8-32 и М4 рупе за монтажу са комбинованим навојем. Производ укључује СМ1Т1 СМ1 спојницу, која прилагођава спољашњи навој унутрашњем навоју, заједно са СМ1РР потпорним прстеном и заштитном пластичном капом за вишекратну употребу.

Упутства за употребу производа
Монтажа

1. Идентификујте одговарајући систем монтаже за ваше подешавање (метрички или империјални).
2. Поравнајте СПДМА са монтажним рупама изабраног система.
3. Сигурно причврстите СПДМА помоћу одговарајућих шрафова или вијака.

Сетуп

1. Повежите СПДМА на напајање у складу са приложеним спецификацијама.
2. Ако је потребно, прикључите осцилоскоп или екстерни бројач на СМА везу да надгледате излазни импулсни сигнал.
3. Ако користите екстерни окидач, повежите ТТЛ Триггер ИН сигнал на одговарајући улазни порт на СПДМА.
4. Уверите се да је температура диоде стабилизована тако што ћете оставити довољно времена да елемент термоелектричног хладњака (ТЕЦ) достигне своју радну температуру.
5. Извршите сва неопходна подешавања појачања помоћу завртња за подешавање појачања за оптимизацију излазног сигнала.

Принцип рада
СПДМА ради тако што претвара долазне фотоне у ТТЛ импулсни сигнал помоћу охлађене силиконске лавинске фотодиоде. Активно коло за гашење интегрисано у диоду омогућава високе стопе бројања. ТТЛ Триггер ИН сигнал се може користити за екстерно покретање детекције појединачних фотона у одређеном временском оквиру.
Напомена: Увек погледајте упутство за употребу и безбедносна упутства које пружа Тхорлабс ГмбХ за детаљне информације о решавању проблема, техничким подацима, графиконима перформанси, димензијама, мерама предострожности, сертификатима и усаглашеностима, гаранцији и детаљима за контакт произвођача.

Циљ нам је да развијемо и произведемо најбоља решења за ваше апликације у области оптичких мерних техника. Да бисте нам помогли да испунимо ваша очекивања и стално побољшавамо наше производе, потребне су нам ваше идеје и предлози. Ми и наши међународни партнери радујемо се Вашем одговору.

Упозорење
Одељци означени овим симболом објашњавају опасности које могу довести до телесних повреда или смрти. Увек пажљиво прочитајте повезане информације пре него што извршите назначену процедуру

Пажња
Параграфи којима претходи овај симбол објашњавају опасности које могу оштетити инструмент и повезану опрему или могу узроковати губитак података. Овај приручник такође садржи „НАПОМЕНЕ“ и „САВЕТЕ“ написане у овом облику. Пажљиво прочитајте овај савет!

Опште информације

Тхорлабсов СПДМА детектор са једним фотоном користи хлађену силицијумску лавину фотодиоду, специјализовану за опсег таласних дужина од 350 до 1100 нм са максималном осетљивошћу на 600 нм. Долазни фотони се у детектору претварају у ТТЛ импулс. СМА веза нуди директан излазни импулсни сигнал из модула који може бити viewед на осцилоскопу или повезан са екстерним бројачем. Интегрисани елемент термоелектричног хладњака (ТЕЦ) стабилизује температуру диоде како би смањио брзину бројања мрака. Ниска стопа бројања мрака и висока ефикасност детекције фотона омогућавају детекцију нивоа снаге до фВ. Активно коло за гашење интегрисано у диоду СПДМА омогућава високе стопе бројања. Излазни сигнал се даље може оптимизовати континуираним подешавањем помоћу завртња за подешавање појачања. Користећи ТТЛ Триггер ИН сигнал, СПДМА се може екстерно покренути да би се изабрао временски оквир за детекцију појединачних фотона. Оптичко поравнање је поједностављено релативно великом активном површином диоде пречника 500 мм. Диода је у фабрици активно поравната тако да буде концентрична са улазним отвором, што доприноси високом квалитету овог уређаја. За флексибилну интеграцију у оптичке системе, СПДМА прихвата све Тхорлабс 1” сочива, као и Тхорлабс кавезни систем од 30 мм. СПДМА се може монтирати у метричке или империјалне системе захваљујући 8-32 и М4 комбинованим монтажним отворима са навојем. Производ укључује СМ1Т1 СМ1 спојницу која прилагођава спољашњи навој унутрашњем навоју и држи СМ1РР потпорни прстен и заштитну пластичну капицу за вишекратну употребу. Још један адванtagе је да СПДМА не може бити оштећен нежељеним амбијенталним светлом, што је критично за многе фотомултипликаторске цеви.

Пажња
Све безбедносне информације и упозорења у вези са овим производом пронађите у поглављу Безбедност у Додатку.

Кодови за наручивање и прибор

СПДМА једнофотонски детектор, 350 нм – 1100 нм, пречник активне површине 0.5 мм, рупе за монтажу са комбинованим навојем компатибилне са 8-32 и М4 навојима

Укључена додатна опрема

• Напајање (±12 В, 0.3 А / 5 В, 2.5 А)
• Пластични поклопац (ставка # СМ1ЕЦ2Б) на укљученој спојници СМ1Т1 СМ1 са СМ1РР СМ1 потпорним прстеном.

Опциони додаци

• Сви Тхорлабс унутрашњи или екстерни СМ1 (1.035″-40) додаци са навојем су компатибилни са СПДМА.
• Систем кавеза од 30 мм се може монтирати на СПДМА.
• Посетите нашу почетну страницу http://www.thorlabs.com за различите додатке као што су адаптери за влакна, стубови и држачи стубова, листови са подацима и додатне информације.

Геттинг Стартед

Листа делова
Молимо вас да проверите да ли је контејнер за транспорт оштећен. Немојте сећи кроз картон, јер кутија може бити потребна за складиштење или враћање. Ако се чини да је контејнер за транспорт оштећен, чувајте га док не прегледате комплетност садржаја и не тестирате СПДМА механички и електрични. Проверите да ли сте у пакету примили следеће ставке:

СПДМА детектор једног фотона
Пластични поклопац (ставка # СМ1ЕЦ2Б) на спојници СМ1Т1-СМ1 са СМ1РР-СМ1

Ретаининг Ринг
Напајање (±12В, 0.3 А / 5 В, 2.5 А) са каблом за напајање, конектор према земљи наручиоца

Куицк Референце

Упутство за употребу
Оперативни елементи

Монтажа
Монтажа СПДМА на оптички сто Монтирајте СПДМА на оптички стуб користећи било коју од три рупе за монтажу на левој и десној страни и на дну уређаја. Рупе са комбинованим навојем прихватају и 8-32 и М4 навоје, тако да је могућа употреба империјалних или метричких ТР стубова.

Монтажа спољне оптике
Кориснички систем се може причврстити и поравнати помоћу спољашњег СМ1 навоја или 4-40 монтажних рупа за кавезни систем од 30 мм. Положаји су назначени у одељку Оперативни елементи. Спољни СМ1 навој прихвата Тхорлабс-ове СМ1-навојне (1.035″- 40) адаптере који су компатибилни са било којим бројем Тхорлабс 1-инчних додатака са навојем, као што су спољна оптика, филтери, отвори, адаптери за влакна или цеви за сочива. СПДМА се испоручује са СМ1Т1 СМ1 спојницом која прилагођава спољашњи навој СМ1 унутрашњем навоју. Потпорни прстен у спојници држи заштитни поклопац. Молимо одврните спојницу ако је потребно. За додатну опрему посетите нашу webсајту или контактирајте Тхорлабс.

Сетуп
Након монтирања СПДМА, подесите детектор на следећи начин:

1. Укључите СПДМА користећи приложено напајање.
2. Укључите СПДМА помоћу дугмета за пребацивање на бочној страни инструмента.
3. Гурните поклопац са статусног ЛЕД-а да видите статус:
4.  Црвена: ЛЕД ће иницијално бити црвена након повезивања на напајање да би означила ову везу и потребу да се сачека док детектор не достигне радну температуру.
5. У року од неколико секунди, диода се охлади и статусна ЛЕД лампица ће постати зелена. ЛЕД индикатор статуса ће се вратити у црвено када је температура диоде превисока. Ако је ЛЕД црвена, сигнал се не шаље на импулсни излаз.
6. Зелено: детектор је спреман за рад. Диода је на радној температури и сигнал стиже на импулсни излаз.

Напомена
Статус ЛЕД лампица ће постати црвена кад год је радна температура превисока. Молимо вас да обезбедите довољну вентилацију ваздуха. Гурните поклопац назад испред статусне ЛЕД лампице да спречите да ЛЕД светло омета мерење. Да бисте повећали ефикасност детекције фотона, окрените завртањ за подешавање појачања помоћу одвијача са прорезима (1.8 до 2.4 мм, 0.07″ до 3/32″). За више информација о појачању, погледајте поглавље Принцип рада. Користите Минимум Гаин када је ниска стопа бројања тамне боје критична. Ово долази по цену ниске ефикасности детекције фотона. Користите максимално појачање када је пожељно прикупити максималан број фотона. Ово долази по цену веће стопе тамног бројања. Пошто се време између детекције фотона и излазног сигнала мења са поставком појачања, молимо вас да поново процените овај параметар након промене подешавања појачања.

Напомена
“Триггер Ин” и “Пулсе Оут” имају импедансу од 50 В. Уверите се да је извор импулса окидача способан да ради на оптерећењу од 50 В и да уређај повезан на „Пулсе Оут“ ради на улазној импеданси од 50 В.

Принцип рада
Тхорлабс СПДМА користи силицијумску лавину фотодиоду (Си АПД), која ради у обрнутом смеру и благо је нагнута изнад прага квара вол.tagе ВБР (види дијаграм испод, тачка А), такође познат као лавина волtagе. Овај режим рада је такође познат као „Геигеров режим“. АПД у Гајгеровом режиму ће остати у метастабилном стању све док фотон не стигне и генерише слободне носиоце набоја у споју ПД-а. Ови бесплатни носачи покрећу лавину (тачка Б), што доводи до значајне струје. Активно коло за гашење интегрисано у АПД ограничава струју кроз АПД како би се избегло уништење и смањила пристрасностtagе испод квара волtagе ВБР (тачка Ц) одмах након што је фотон пустио лавину. Ово омогућава високе стопе бројања са мртвим временом између одбројавања до одређеног мртвог времена при максималном појачању. Након тога, пристрасност волtagе се обнавља.

Током времена гашења, које је познато као мртво време диоде, АПД је неосетљив на било које друге долазне фотоне. Спонтано покренуте лавине су могуће док је диода у метастабилном стању. Ако се ове спонтане лавине јављају насумично, називају се тамним бројањем. Интегрисани ТЕЦ елемент стабилизује температуру диоде испод температуре околине како би смањио брзину бројања мрака. Ово елиминише потребу за вентилатором и избегава механичке вибрације. У случају да су спонтано покренуте лавине у временској корелацији са импулсом изазваним фотоном, то се назива накнадним импулсом.
Напомена
Због АПД својстава, не могу се открити сви појединачни фотони. Разлози су интринзично мртво време АПД-а током гашења и нелинеарност ЛАПД-а.

Подешавање појачања
Коришћењем завртња за подешавање појачања, оверволtagе изван слома волtagе се може подесити на СПДМА. Ово повећава ефикасност детекције фотона, али и брзину бројања мрака. Имајте на уму да вероватноћа накнадног пулсирања мало расте са вишим подешавањима појачања и да подешавање појачања такође утиче на време између детекције фотона и излазног сигнала. Мртво време се повећава са смањењем појачања.

Блок дијаграм и Триггер ИН

Струјни импулс који генерише долазни фотон пролази кроз коло за обликовање импулса, што скраћује трајање излазног ТТЛ импулса АПД-а. На терминалу “Пулсе Оут” примењује се сигнал са уређаја за обликовање импулса тако да се могу бројати viewед на осцилоскопу или регистрован екстерним бројачем. У недостатку окидача, капија се затвара и дозвољава излаз сигнала. Појачање мења пристрасност (оверволtagд) на АПД. Биас се физички води кроз активни елемент за гашење, али не утиче на активно гашење.

ТТЛ Триггер
ТТЛ Триггер омогућава селективну активацију импулсног излаза: На високом улазу окидача (наведен у техничким подацима) сигнал стиже до импулсног излаза. Ово је подразумевано кад год се спољни ТТЛ сигнал не примењује као окидач Кад год се користи улазни сигнал ТТЛ окидача, подразумевани ТТЛ улаз треба да буде „Низак“. Сигнал са детекције фотона се шаље на Пулсе Оут као Триггер Инпут волtagе прелази на „Хигх“. Високи и ниски сигнали су наведени у одељку Технички подаци.
Напомена
“Триггер Ин” и “Пулсе Оут” имају импедансу од 50 В. Уверите се да је извор импулса окидача способан да ради на оптерећењу од 50 В и да уређај повезан на „Пулсе Оут“ ради на улазној импеданси од 50 В.

Одржавање и сервис

Заштитите СПДМА од неповољних временских услова. СПДМА није водоотпоран.

Пажња
Да бисте избегли оштећење инструмента, немојте га излагати спреју, течностима или растварачима! Јединици није потребно редовно одржавање од стране корисника. Не садржи никакве модуле и/или компоненте које би корисник могао поправити. Ако дође до квара, контактирајте Тхорлабс за упутства за враћање. Не скидајте поклопце!

Решавање проблема

Индикована прекомерна температура АПД-а Коло за контролу температуре је препознало да је стварна температура АПД-а премашила задату тачку. У нормалним условима рада, то се не би смело догодити, чак ни након дуготрајног рада. Међутим, повећање изнад граница специфицираног опсега радне температуре или прекомерно топлотно зрачење на детектору могу изазвати упозорење о превисокој температури. Статусна ЛЕД лампица ће постати црвена да укаже на прегревање. Обезбедите довољан проток ваздуха око уређаја или обезбедите спољно пасивно хлађење

Додатак
Технички подаци
Сви технички подаци важе на 45 ± 15% рел. влажност (без кондензације).

1. Подразумевана вредност у одсуству ТТЛ сигнала је > 2 В, омогућавајући сигнал за импулсни излаз. Понашање детектора није дефинисано између 0.8 В и 2 В.
2. Без кондензације

Дефиниције
Активно гашење се дешава када брзи дискриминатор осети стрм почетак лавинске струје, коју ослобађа фотон, и брзо смањује пристрасну вол.tagе тако да је тренутно испод слома. Пристрасност се затим враћа на вредност изнад објtagе у припреми за детекцију следећег фотона. После пулсирања: Током лавине, неки набоји могу бити заробљени унутар области високог поља. Када се ови набоји ослободе, они могу покренути лавину. Ови лажни догађаји се називају накнадни импулси. Животни век тих заробљених наелектрисања је реда величине од 0.1 μс до 1 μс. Стога је вероватно да се накнадни импулс јавља непосредно након сигналног импулса.

Мртво време је временски интервал који детектор проводи у свом стању опоравка. Током овог времена, он је ефективно слеп за долазне фотоне. Тамна брзина бројања: Ово је просечна стопа регистрованог бројања у одсуству било каквог упадног светла и одређује минималну брзину бројања при којој сигнал доминантно изазивају стварни фотони. Догађаји лажне детекције су углавном термичког порекла и стога се могу снажно потиснути коришћењем хлађеног детектора. Геигеров режим: У овом режиму, диода ради мало изнад прага пробоја волtagе. Дакле, један пар електрон-рупа (генерисан апсорпцијом фотона или термичком флуктуацијом) може изазвати снажну лавину. Фактор подешавања појачања: Ово је фактор за који се појачање може повећати. Засићење АПД-а: Број фотона од стране АПД-а није баш линеарно пропорционалан упадној оптичкој ЦВ снази; одступање се глатко повећава са повећањем оптичке снаге. Ова нелинеарност доводи до погрешног броја фотона при високим нивоима улазне снаге. На одређеном нивоу улазне снаге, број фотона почиње чак и да се смањује са даљим повећањем оптичке снаге. Сваки испоручени СПДМА се тестира на одговарајуће понашање засићења како би личило на ово нпрampле.

Перформансе Плотс
Типична ефикасност детекције фотона

Пулсе Оут Сигнал

Димензија

Сигурност
Безбедност било ког система који укључује опрему је одговорност монтажера система. Све изјаве у вези са безбедношћу рада и техничким подацима у овом упутству за употребу ће се примењивати само када се јединица ради исправно како је пројектована. СПДМА не сме да се користи у окружењима угроженим експлозијом! Немојте блокирати отворе за вентилацију ваздуха у кућишту! Не скидајте поклопце или отварајте кућиште. Унутра нема делова које корисник може сервисирати! Овај прецизни уређај је употребљив само ако је враћен и правилно упакован у комплетно оригинално паковање укључујући картонске уметке. Ако је потребно, затражите замену за паковање. Обратите се квалификованом особљу за сервисирање! Промене на овом уређају се не могу правити нити се могу користити компоненте које није испоручио Тхорлабс без писмене сагласности Тхорлабса.

Пажња
Пре него што примените напајање на СПДМА, уверите се да је заштитни проводник трожилног мрежног кабла за напајање правилно повезан са заштитним уземљењем утичнице! Неправилно уземљење може изазвати струјни удар који може довести до оштећења вашег здравља или чак смрти! Сви модули смеју да раде само са прописно заштићеним прикључним кабловима.

Пажња
Следећа изјава се односи на производе обухваћене овим приручником, осим ако није другачије наведено. Изјава за остале производе ће се појавити у одговарајућој пратећој документацији.
Напомена
Ова опрема је тестирана и утврђено је да је у складу са ограничењима за дигиталне уређаје класе Б, у складу са делом 15 ФЦЦ правила и испуњава све захтеве канадског стандарда за опрему која изазива сметње ИЦЕС-003 за дигиталне апарате. Ова ограничења су дизајнирана да обезбеде разумну заштиту од штетних сметњи у стамбеној инсталацији. Ова опрема генерише, користи и може да емитује радио-фреквенцијску енергију и, ако се не инсталира и не користи у складу са упутствима, може изазвати штетне сметње у радио комуникацијама. Међутим, не постоји гаранција да се сметње неће појавити у одређеној инсталацији. Ако ова опрема изазива штетне сметње радио или телевизијском пријему, што се може утврдити искључивањем и укључивањем опреме, корисник се подстиче да покуша да исправи сметње једном или више од следећих мера:

• Преусмерите или преместите пријемну антену.
• Повећајте размак између опреме и пријемника.
• Повежите опрему на утичницу на струјном колу различитом од оног на који је прикључен пријемник.
• За помоћ се обратите продавцу или искусном радио/ТВ техничару.
• Корисници који мењају или модификују производ описан у овом приручнику на начин који није изричито одобрио Тхорлабс (страна одговорна за усклађеност) могу поништити корисниково овлашћење да користи опрему.

Тхорлабс ГмбХ није одговоран за било какве радио-телевизијске сметње узроковане модификацијама ове опреме или заменом или причвршћивањем прикључних каблова и опреме осим оних које је одредио Тхорлабс. Исправљање сметњи изазваних таквом неовлашћеном модификацијом, заменом или додавањем биће одговорност корисника. Употреба заштићених И/О каблова је неопходна када се ова опрема повезује са било којим и свим опционим периферним или главним уређајима. Ако то не учините, то може представљати кршење ФЦЦ и ИЦЕС правила.

Пажња
Мобилни телефони, мобилни телефони или други радио предајници се не смеју користити у домету од три метра ове јединице јер интензитет електромагнетног поља тада може премашити максимално дозвољене вредности сметњи према ИЕЦ 61326-1. Овај производ је тестиран и утврђено је да је у складу са ограничењима према ИЕЦ 61326-1 за коришћење каблова за повезивање краћих од 3 метра (9.8 стопа).

Сертификати и усклађености

Гаранција

Документи / Ресурси

Тхорлабс СПДМА модул за детекцију једног фотона [пдф] Упутство за употребу СПДМА модул за детекцију једног фотона, СПДМА, модул за детекцију једног фотона, модул за детекцију фотона, модул за детекцију, модул

Референце

• Упутство за употребу