Leyendo un fotodiodo en intervalos de nanosegundos

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Necesito encender un LED (NTE 30030) durante 100 milisegundos, apagarlo y luego inmediatamente (< 1ns o tan cerca de cero como sea posible) tomar las medidas en un fotodiodo cercano (a menos de 10mm del LED) a intervalos de 1 ns durante 5 ns. Esas medidas se pueden colocar en un chip de búfer especial que se puede recuperar más tarde con un dispositivo Arduino.

¿Es esto posible con chips especiales? ¿Puede Arduino hacer esto? ¿Qué tipo de literatura necesito leer para entender este problema?

EDITAR: Para mayor claridad, esto es para fluorescencia atómica. El biomarcador que estamos utilizando continúa emitiendo fluorescencia durante solo 2.6 ns después del corte de la excitación. También puedo usar un láser si eso lo hace más fácil. Por razones de costo, no podemos seguir la ruta de los tubos fotomultiplicadores o el estilo de configuraciones de monocromadores. Estamos tratando de hacer que esto sea accesible, pero puede que no sea factible hacerlo leyendo algunos de los comentarios a continuación. No soy un experto en electrónica.

    
pregunta ejkitchen

2 respuestas

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1 ns? No es posible ni siquiera cerca.

Puede activarlo en 30 ns, pero apagarlo toma más tiempo con el interruptor convencional de alta impedancia, quizás desactive < 500ns con un controlador de derivación.

Pero para detectar la luz con esta velocidad, un detector fotográfico de capacitancia extremadamente baja con un amplificador de ganancia baja de impedancia muy baja porque la velocidad de giro de la fuente de corriente se ralentiza con una luz más baja. Un GaP PD tiene un tiempo de encendido / apagado de 1 ns / 140 ns, por ejemplo. Thorlabs FGAP71

Es posible que tenga que usar láseres y fotónica avanzada para estos tiempos de decaimiento con detectores fotográficos de sílice fundida 1ns / 1ns e.g. FDS010 ~ $ 60 y luego costosos amplificadores con ensamblajes resistentes de microondas para estabilidad.

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respondido por el Tony EE rocketscientist
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¿Necesita tomar cada muestra con algún tipo de resolución de amplitud o solo con resolución temporal?

La medición de amplitud precisa a 1 GHz no será barata, pero si todo lo que necesita es un cronómetro realmente preciso, entonces algo como el THS788 podría funcionar. Es un contador de alta precisión que tiene un LSB de 13 pS y un MSB de +/- 7 segundos (aunque el ancho de pulso mínimo detectable es de 5 nS, por lo que es posible que necesite agregar algunos comparadores de enganche).

Combínelo con un amplificador de fotodiodos adecuado y podrá medir el tiempo en que su señal cruza un conjunto de 4 umbrales (el THS788 tiene 4 canales de entrada y si cada uno tiene un comparador bien ... entienda la idea ). Como una especie de bono adicional, el THS788 tiene una entrada de sincronización que establece t = 0 que puede conectar a su fuente de LED para activar el contador.

Pero, como dijo Tony, cualquier cosa que involucre bordes de sub-nanosegundos costará muchos cientos de dólares (por ejemplo, $ 60 para el PD, $ 160 para el 788, un ADCMP566 es ~ $ 9 y responderá a anchos de pulso de hasta 200pS, eso ya está ~ $ 250 y eso es sin un amplificador PD de alta velocidad, un controlador de alta velocidad para el LED o cualquier otro circuito de soporte). Pero si también necesita tomar medidas de amplitud , espere al menos una etiqueta de precio de 4 cifras.

    
respondido por el Sam

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