Детектор одиночных фотонов

На основе лавинного фотодиода

Связаться
Инновационные решения защиты данных

Детектор одиночных фотонов на основе лавинного фотодиода

Лавинные фотодиоды представляют реальную альтернативу фотоэлектронным умножителям.

 

Описание

 
Детектор одиночных фотонов на основе лавинного фотодиода является развитием фотоэлектронных умножителей и позволяет регистрировать поглощение единичных квантов света ближнего инфракрасного диапазона. Детектор обладает достаточной эффективностью для большинства приложений и характеризуется высоким быстродействием.

Для достижения низкого уровня темновых отчетов, лавинный фотодиод охлаждается многоступенчатым термоэлектрическим модулем. Таким образом, данный прибор представляет собой компактное экономичное решение, по отдельным показателям сравнимое со сверхпроводниковыми устройствами.

Конструкция прибора позволяет встраивать его в стоечное оборудование высотой 1U (изготавливается под заказ).

 

Область применения

  • Квантовое распределение ключей
  • Эксперименты в квантовой физике и оптик
  • Квантовые вычисления
  • Спектроскопия
  • Лазерная локация (ЛИДАР)
  • Рефлектометрия
  • Флуоресцентная микроскопия
  • Анализ ДНК, регистрация молекул

 

Преимущества

  • Низкий уровень шума (частота темновых отсчетов до 4 Гц)
  • Высокое быстродействие (тактовая частота до 300 МГц)
  • Компактность (85х101х198), возможность встраивать в стоечное оборудование высотой 1U (изготавливается под заказ)
  • Экономичность (цена/качество)

 

Характеристики

  • Стробируемый режим работы на частотах до 300 МГц
  • Регулируемая квантовая эффективность до 30%
  • Встроенная система подавления послелавинных срабатываний, время релаксации от 500 нс до 10 мкс
  • Низкие темновые отчеты до 4*10-8 (4 отсчета в секунду при тактовой частоте 100 МГц и квантовой эффективности 10%)
  • Габариты

 

 

Принцип работы

 
Принцип работы детектора основан на эффекте лавинного пробоя полупроводникового фотодиода при поглощении фотона. Для этого на фотодиод подается напряжение смещения, меньшее напряжения пробоя, и короткие импульсы, амплитуда которых выбрана так, что суммарное напряжение на фотодиоде превышает напряжение пробоя. Таким образом, если во время действия импульса произойдет поглощение фотона, возникнет лавинный пробой, который зарегистрирует электронная схема. По окончании действия импульса лавинный пробой прекращается. То есть, фотодиод работает как триггер. После срабатывания детектора электронная подсистема блокирует подачу импульсов на фотодиод на время релаксации, необходимое для снижения вероятности ложных срабатываний.

Номинальное значение частоты повторения импульсов – 100 МГц. Детектор может работать как от встроенного генератора тактовой частоты 100 МГц, так и от внешнего источника с максимальной частотой 300 МГц (стандарт LVDS).

Выходной сигнал срабатывания – прямоугольный импульс длительностью 50 нс, стандарта КМОП или LVDS. Детектор выдает сигнал синхронизации стандарта LVDS.

Электронная подсистема позволяет устанавливать длительность импульса от 2 до 5 нс, время релаксации от 500 нс до 10 мкс, задержку формирования стробирующего импульса до 10 нс и квантовую эффективность от 10 до 30%.

Детектор снабжен дисплеем, на котором отображаются текущие параметры, включая среднюю частоту отсчетов в секунду. Для управления и переключения отображаемой информации предусмотрены кнопки на передней панели детектора. Также, имеется возможность управлять работой детектора и считывать параметры через USB-интерфейс (виртуальный COM-порт).

Для достижения низкого уровня темновых отсчетов (ложных срабатываний, вызванных темновым током фотодиода), производится охлаждение фотодиода до температур минус 65 – минус 70 °С. Детектор снабжен радиатором и требует принудительного воздушного охлаждения. Типичное время выхода на рабочий режим после включения питания – 8 минут.

Напряжение питания детектора – 12 В постоянного тока. Потребляемая мощность – не более 100 Вт.

Под заказ возможно изготовление детектора с системой воздушного охлаждения и источником питания от сети переменного тока 110-230В 50-60Гц.

Скачать брошюру  PDF

Связаться с нами

Оставьте свои данные и мы перезвоним вам в течение 15 мин

    Контакты

    Мы всегда рады видеть Вас в офисе.
    Если у вас возникли вопросы при выборе оборудования. Мы готовы помочь Вам!