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實(shí)驗名稱(chēng)：雪崩光電二級管電致發(fā)光輻射特性的研究 測試目的：雪崩光電二極管是一種高速、高靈敏的二極管。相比于通常的光電倍增管，APD具有高量子效率、高穩定性，對于外部環(huán)境具有很強的適應性。因此‚APD在弱光場(chǎng)測量、光子計數統計方面得到了廣泛應用。 測試設備：電壓放大器、單光子探測器、數字示波器、單色儀、示波器、計算機等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：實(shí)驗裝置圖 實(shí)驗裝置如圖1所示，實(shí)驗中使用了一個(gè)單光子探測器來(lái)記錄APD輻射出的光子。加載到APD上的反向工作電壓由一個(gè)電壓放大器來(lái)提供。電壓放大器的輸出信號由外部觸發(fā)信號來(lái)控制。當使用方波信號觸發(fā)電壓放大器時(shí)，電壓放大器會(huì )輸出一個(gè)高壓方波信號來(lái)提供APD的反向工作電壓。數字示波器用于監視APD的工作電流。透鏡Ll用于收集輻射出的光子以提高收集效率。透鏡收集到的光使用單色儀進(jìn)行選通。單色儀的閃耀光柵為120groove/mm。選通后的光通過(guò)透鏡L2聚焦到SPCM上。SPCM輸出的邏輯電脈沖使用數字計數器收集。為了減小環(huán)境光對于測量結果的影響‚，APD和SPCM都置于光屏蔽裝置中。電腦用于控制單色儀的波長(cháng)選擇以及與SR620的通訊。實(shí)驗結果： 圖2：實(shí)驗結果 當APD上加載的是周期性的反向電壓時(shí)，可以觀(guān)測到APD輻射光子的暫態(tài)特性。為了提高收集效率，APD和SPCM改成了面對面放置，兩者的感光區域盡可能靠近。同時(shí)記錄APD的工作電流和SPCM的計數值，實(shí)驗結果如圖2所示。高壓方波信號的周期為100s。圖2(a)中的低電平為124v，低于A(yíng)PD的雪崩電壓。在這個(gè)電壓下APD不工作，APD的工作電流幾乎為0，SPCM的計數值為暗計數。這段時(shí)間對應于圖2中上升沿前和下降沿后的曲線(xiàn)。圖2(a)中的高電平為176V，略高于A(yíng)PD的雪崩電壓。這個(gè)電壓足以觸發(fā)APD工作于雪崩狀態(tài)，因此SPCM輸出的計數值明顯增大。在電源點(diǎn)壓升高的同時(shí)，SPCM的計數值瞬間增加并達到最大值。此后，計數值逐漸減小直至趨于穩定。光子輻射的暫態(tài)曲線(xiàn)可以用e指數衰減曲線(xiàn)很好的擬合，對應的時(shí)間常數為t=5.15s。圖2(d)中曲線(xiàn)的采樣間隔T為0.216s，采樣時(shí)長(cháng)為0.1s。圖2(c)記錄的是APD的工作電流，它具有與SPCM的計數值幾乎相同的變化趨勢。在這個(gè)過(guò)程中‚SPCM的瞬時(shí)最大值達到了759Kcps，它是穩定時(shí)計數值(314kcps)的2.4倍；APD的瞬時(shí)最大電流為10.24mA，是穩定值(2.64mA)的3.9倍。通過(guò)比較可以看出，APD在加電的瞬間，會(huì )以很大的概率輻射光子。 圖3：APD的工作電流與SPCM的計數值之間的關(guān)系圖 APD的工作電流與SPCM的計數值之間的關(guān)系如圖3所示，兩者之間的關(guān)系為線(xiàn)性關(guān)系�？紤]到空間立體角的影響，APD輻射出的光子數與加載在A(yíng)PD上的電流的線(xiàn)性比例為44Mcounts/(s mA sr)。APD的工作電流為光子輻射的主導因素。電壓放大器推薦：ATA-2161 圖：ATA-2161高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。電壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-dyfdq.html |
