¿Por qué la salida de mi fotodiodo no está relacionada linealmente con la potencia del láser?

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Tengo algunos conocimientos básicos de electrónica, pero tengo problemas para optimizar nuestra configuración para las mediciones de intensidad del láser.

Actualmente, estamos utilizando un fotodiodo Thorlabs PDA100A con terminadores de 50Ω conectados a un Thorlabs filtro de paso bajo de 10kHz . Luego, el filtro se conecta a nuestro conector NI BNC-2110 (agregaría más enlaces a los productos pero aparentemente necesito 10 representantes para publicar más de 2 enlaces) en un canal de entrada analógica utilizando la configuración de terminal diferencial. Estamos leyendo el voltaje utilizando una placa DAQ PCI 6122. Estamos muestreando a la frecuencia máxima de muestreo y usando un disparador para determinar qué muestra leer de la tarjeta.

El problema es que la relación no es lineal. Podemos duplicar nuestra potencia láser sin duplicar el voltaje leído en la tarjeta DAQ. El fotodiodo utiliza un amplificador de transimpedancia que hemos configurado para que no haya ganancia. No estamos llegando a ningún punto cerca del límite de saturación del fotodiodo; nuestras mediciones son más cercanas a 2-3V.

Mi pregunta es ¿en qué punto de nuestra configuración puede imaginar que la no linealidad se haga cargo? Soy escéptico con respecto al filtro de paso bajo, pero eso es en parte porque no conozco lo suficiente de los voltajes de respuesta para entender cómo podrían afectar a los datos. Déjame saber si tienes alguna sugerencia.

Gracias de antemano!

    
pregunta Jordan Epstein

3 respuestas

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Si nos fijamos en la hoja de datos, p. 9, verá que la corriente de salida máxima del PDA100A es de 100 mA. Ya que ha terminado la salida con 50 ohmios, 5 voltios es todo lo que puede esperar.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Con un límite de 100 mA en una respuesta máxima de 0.65 A / W Puede esperar una entrada máxima de ~ 150 mW de entrada óptica.

También puede esperar que la eficacia de su láser disminuya a medida que aumenta la potencia debido a las mayores pérdidas en la resistencia en masa o I ^ 2 * ESR.

Puedes verificar Pd vs If en tu láser.

Tenga cuidado con el aumento de temperatura, que también puede reducir la eficacia del emisor.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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El manual de la PDA100A ( Descargar desde el menú en el lado derecho de la página aquí ) dice que hay una resistencia interna de la serie de 50 ohmios que tiene un efecto significativo en el Vout cuando se usan resistencias de baja carga.

De la página 3 fuerte>

  • Para resistencias de terminación baja, < 5kΩ o error del 1%, se debe incluir un factor adicional en la fórmula anterior.

    Como se describió anteriormente, la salida incluye una resistencia en serie de 50Ω (RS). La carga de salida crea un divisor de voltaje con la resistencia de la serie 50Ω de la siguiente manera:

    Factor de escala = RLOAD / (RLOAD + RS)
    Donde RLOAD es la resistencia de terminación y RS = 50Ω.
    Para un terminador estándar de 50Ω, la ganancia se escalará en ½ como se muestra a continuación:
    Factor de escala = 50Ω / (50Ω + 50Ω) = 0.5

    Salida [V / W] = ganancia de transimpedancia [V / A] x ℜ (λ) [A / W] x Factor de escala

respondido por el Russell McMahon

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