Дослідження фотодіодів, що самокалібруються, для трап-детекторів

Автор(и)

  • Анатолій Литвиненко Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, вул. Маршала Бажанова, 17, 61002, Харків, Україна
  • Євген Тимофеєв Національний науковий центр “Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Україна
  • Едуард Дюмін Національний науковий центр “Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Україна
  • Євгенія Григор'єва Український державний університет залізничного транспорту, майдан Фейєрбаха, 7, 61050, Харків, Україна
  • Катерина Говорова Національний науковий центр “Інститут метрології”, вул. Мироносицька, 42, 61002, Харків, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2023.291934

Ключові слова:

фотодіоди; самокалібрування; коефіцієнт відображення; абсолютний кріогенний радіометр; квантова ефективність

Анотація

У роботі обґрунтовано необхідність пошуку альтернативи абсолютному кріогенному радіометру через велику вартість проведення його основних вимірювань. Необхідність отримувати більш точні дані вимірювань під час досліджень обумовила застосування трап-детекторів, які використовують фотодіоди, що самокалібруються. Проведений аналіз сучасних підходів до використання таких трап-детекторів встановив, що трап-детектори, які використовують фотодіоди, що самокалібруються, широко застосовуються як у державних вимірюваннях фотометричних величин, так і в лабораторіях багатьох розвинених країн світу.

Було визначено критерії відбору на основі певних характеристик фотодіодів. При дослідженні робочого спектрального діапазону обраних фотодіодів, їхньої внутрішньої квантової ефективності, геометричних розмірів приймального елемента обраних фотодіодів та коефіцієнта дзеркального й дифузного відображення від приймальної поверхні обраних фотодіодів було отримано результати вимірювань наведених характеристик. На їхній основі було зроблено відсів тих фотодіодів, що не задовольняють вимоги, які висуваються до фотодіодів при розробці трап-детектора. На основі експериментальних досліджень було обрано фотодіоди S1337-1010BQ.

Посилання

Martin J.E., Fox N.P., Key P.J. A Cryogenic Radiometer for Absolute Radiometric Measurements. Metrologia, 1985, vol. 21, no. 3. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/21/3/007

Hoyt C.C., Foukal P.V. Cryogenic Radiometers and their Application to Metrology. Metrologia, 1991, vol. 28, no. 3. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/28/3/011

Xin Ye, Xiaolong Yi, Chao Lin, Wei Fang, Kai Wang et al. Instrument Development: Chinese Radiometric Benchmark of Reflected Solar Band Based on Space Cryogenic Absolute Radiometer. Remote Sens, 2020, vol. 12 (17). doi: https://doi.org/10.3390/rs12172856

Mellouki I., Touayar O., Ktari T., Bastie J., Yacoubi N. A method for calibrating of a trap pyroelectric detector in the UV-vis domain. Sensors and Actuators A: Physical, 2005, vol. 120, issue 2, pp. 437–440. doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2005.01.018

Mellouki I., Touayar O., Ktari T., Saadallah F., Bastie J., Yacoubi N. Study and realization of a trap pyroelectric detector for absolute high radiant powers and energies. Measurement Science and Technology, 2004, vol. 15 (2). doi: https://doi.org/10.1088/0957-0233/15/2/011

Gentile T.R., Houston J.M., Cromer C.L. Realization of a scale of absolute spectral response using the National Institute of Standards and Technology high-accuracy cryogenic radiometer. Applied Optics, 1996, vol. 35, no. 22. URL: https://www.nist.gov/document/ao-35-96pdf

Touayar O., Coutin J.M., Bastie M.J. Use of INM cryogenic radiometer to calibrate transfer standard detectors at 1550 nm. Proceedings of SPIE’s 1995 International Symposium on Optical Science, Engineering, and Instrumentation. San Diego, CA, United States, 1995. doi: https://doi.org/10.1117/12.221419

Назаренко Л.А., Сорокін В.М. Основи радіометрії та фотометрії: монографія. Харків: ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2014. 352 с.

Kovalov A.A., Liberman A.A., Mikriukov A.S., Moskaliuk S.A. Vtraty v trap-detektorakh, shcho samokalibruiutsia, za rakhunok dyfuznoho rozsiiuvannia [Losses in self-calibrating trap detectors due to the diffuse scattering]. Measurement Techniques, 2013, no. 4, pp. 38–42.

URL: https://www.hamamatsu.com/

Molina J.C., López M., Bermúdez J.C., Jorge A. Determinación de la reflectància angular en fotodetectores con luz polarizada. Simposio de Metrologia, 2010. URL: https://www.cenam.mx/sm2010/info/carteles/sm2010-c08.pdf

Haapalinna A., Kärhä P., Ikonen E. Spectral reflectance of silicon photodiodes. Applied Optics, 1998, vol. 37, issue 4, pp. 729–732. doi: https://doi.org/10.1364/ao.37.000729

Татьянко Д.Н., Мачехин Ю.П., Лукин К.А. Влияние поляризации оптического излучения на фототок различных моделей трап-детекторов. Радиотехника. 2014. Вып. 176. С. 172–180.

Мунтян К.И., Тимофеев Е.П. Разработка и исследование трап-детектора с высокой внешней квантовой эффективностью. Світлотехніка та електроенергетика. 2011. № 3. С. 31–38.

References

Martin J.E., Fox N.P., Key P.J. A Cryogenic Radiometer for Absolute Radiometric Measurements. Metrologia, 1985, vol. 21, no. 3. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/21/3/007

Hoyt C.C., Foukal P.V. Cryogenic Radiometers and their Application to Metrology. Metrologia, 1991, vol. 28, no. 3. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/28/3/011

Xin Ye, Xiaolong Yi, Chao Lin, Wei Fang, Kai Wang et al. Instrument Development: Chinese Radiometric Benchmark of Reflected Solar Band Based on Space Cryogenic Absolute Radiometer. Remote Sens, 2020, vol. 12 (17). doi: https://doi.org/10.3390/rs12172856

Mellouki I., Touayar O., Ktari T., Bastie J., Yacoubi N. A method for calibrating of a trap pyroelectric detector in the UV-vis domain. Sensors and Actuators A: Physical, 2005, vol. 120, issue 2, pp. 437–440. doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2005.01.018

Mellouki I., Touayar O., Ktari T., Saadallah F., Bastie J., Yacoubi N. Study and realization of a trap pyroelectric detector for absolute high radiant powers and energies. Measurement Science and Technology, 2004, vol. 15 (2). doi: https://doi.org/10.1088/0957-0233/15/2/011

Gentile T.R., Houston J.M., Cromer C.L. Realization of a scale of absolute spectral response using the National Institute of Standards and Technology high-accuracy cryogenic radiometer. Applied Optics, 1996, vol. 35, no. 22. Available at: https://www.nist.gov/document/ao-35-96pdf

Touayar O., Coutin J.M., Bastie M.J. Use of INM cryogenic radiometer to calibrate transfer standard detectors at 1550 nm. Proceedings of SPIE’s 1995 International Symposium on Optical Science, Engineering, and Instrumentation. San Diego, CA, United States, 1995. doi: https://doi.org/10.1117/12.221419

Nazarenko L.A., Sorokin V.M. Osnovy radiometrii ta fotometrii: monohrafiia [Fundamentals of radiometry and photometry. Monograph]. Kharkiv, 2014. 352 p. (in Ukrainian).

Kovalov A.A., Liberman A.A., Mikriukov A.S., Moskaliuk S.A. Vtraty v trap-detektorakh, shcho samokalibruiutsia, za rakhunok dyfuznoho rozsiiuvannia [Losses in self-calibrating trap detectors due to the diffuse scattering]. Measurement Techniques, 2013, no. 4, pp. 38–42.

Available at: https://www.hamamatsu.com/

Molina J.C., López M., Bermúdez J.C., Jorge A. Determinación de la reflectància angular en fotodetectores con luz polarizada. Simposio de Metrologia, 2010. Available at: https://www.cenam.mx/sm2010/info/carteles/sm2010-c08.pdf

Haapalinna A., Kärhä P., Ikonen E. Spectral reflectance of silicon photodiodes. Applied Optics, 1998, vol. 37, issue 4, pp. 729–732. doi: https://doi.org/10.1364/ao.37.000729

Tatyanko D.N., Machehin Yu.P., Lukin K.A. Vliyanie polyarizatsii opticheskogo izlucheniya na fototok razlichnyih modeley trap-detektorov [The effect of optical radiation polarisation on the photocurrent of different models of trap detectors]. Radiotekhnika, 2014, issue 176, pp. 172–180.

Muntyan K.I., Timofeev E.P. Razrabotka i issledovanie trap-detektora s vyisokoy vneshney kvantovoy effektivnostyu [The development and study of the trap detector with high external quantum efficiency.]. Lighting engineering and power engineering, 2011, no. 3, pp. 31–38.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-18

Номер

№ 3 (2023)

Розділ

Статті

Ліцензія

ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

 

Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.