Выбор инфракрасного фотодиодного массива для вашей следующей оптической системы

Когда большинство людей думают о детекторах для оптических систем, они, вероятно, в первую очередь думают о CCD-массивах или CMOS-сенсорах. Это понятно; эти компоненты имеют долгую и успешную историю и являются знакомым элементом камер. Однако, когда речь идет о сборе чувствительных измерений за пределами видимого спектра, CCD или CMOS-сенсор не лучший выбор. Вместо этого следует использовать фотодиод или массив фотодиодов для сбора этих чувствительных измерений. Вот что вам нужно знать о массивах фотодиодов и как выбрать лучший компонент для вашей следующей оптической системы.

Измерение против визуализации

На первый взгляд, CCD, CMOS-сенсоры и массивы фотодиодов могут показаться идеальными заменами друг друга в различных приложениях, но это не так. Каждый из этих компонентов имеет свое место в различных приложениях, и смешивать компоненты и приложения не лучшая идея.

CMOS-сенсоры и CCD - это сенсоры с массивом пикселей, которые в основном используются для визуализации. Экспозиция света в каждом пикселе используется для создания карты интенсивности света из окружающей среды. Когда вы добавляете цветовую фильтрацию к разным пикселям, вы можете затем создавать цветные изображения. В отличие от этого, массив фотодиодов состоит из ряда элементов (обычно менее 1024) с общим катодом. Каждый элемент похож на пиксель и действует как свой собственный p-n фотодиод. В некоторых приложениях, таких как военные и аэрокосмические, массив фотодиодов может быть собран из нескольких отдельных детекторов массива фотодиодов.

Массив фотодиодов обычно оптимизирован для обеспечения высокочувствительного отклика в узкой полосе длин волн, в то время как CMOS-сенсоры и CCD обычно созданы для работы во всем видимом диапазоне. Поскольку количество элементов так мало, и желаемый отклик ограничен более узким диапазоном длин волн, массив фотодиодов обычно используется для очень узкоспециализированных приложений визуализации или для сбора чувствительных измерений на определенных длинах волн. Если вам нужно собрать крайне чувствительные измерения, отличные от тех, которые можно собрать с помощью массива фотодиодов, вместо этого следует использовать фотоумножитель.

(Alt text: Маленький массив фотодиодов) https://www.shutterstock.com/image-photo/digital-electronic-colour-sensor-chip-solder-1077154646

Критерии выбора инфракрасного массива фотодиодов

Следующие пункты следует учитывать при выборе фотодиода для использования в любой инфракрасной системе визуализации:

• Спектр чувствительности: В технических описаниях обычно указывается чувствительность на одной длине волны (обычно на длине волны с максимальной чувствительностью). Однако, как и большинство компонентов, чувствительность зависит от частоты. Чувствительность обычно указывается в единицах А/Вт или как процент от максимальной чувствительности.
• Диапазон длин волн: Фотодиодные массивы разработаны для работы в различных диапазонах длин волн. Фотодиодные массивы, охватывающие части видимого, ультрафиолетового и инфракрасного спектров, доступны от разных производителей.
• Максимальный выходной ток: Это максимальный ток, который может произвести элемент в фотодиодном массиве.
• Напряжение пробоя: При работе в фотопроводящем режиме компонент смещается в обратном направлении. Это максимальное напряжение обратного смещения, при котором происходит пробой. Следует отметить, что фотодиодный массив может работать в фотовольтаическом режиме (т.е. без смещения).

Optek OPR2100T

Фотодиодный массив OPR2100T представляет собой 6-элементный, 12-контактный SMD-пакет, который идеально подходит для применения в промышленных энкодерах двигателей. Этот фотодиодный массив имеет непрозрачный корпус, который блокирует попадание рассеянного света из окружающей среды. Корпус достаточно прочный и имеет активную площадь 3,45 кв. мм. Максимальная чувствительность наблюдается на длине волны 850 нм.

Фотография фотодиодного массива OPR2100T и его чувствительности. Из технического описания OPR2100T.

Advanced Photonix PDB-C216

PDB-C216 - это линейный фотодиодный массив с максимальным откликом на 950 нм. Спектр чувствительности простирается в видимый диапазон, хотя это можно устранить с помощью соответствующего фильтра, если требуется обнаружение на инфракрасных длинах волн. Этот фотодиодный массив находит свое применение в сканерах багажа и других приложениях, требующих измерений с линейным сканированием.

Линейный фотодиодный массив PDB-C216 и его чувствительность. Из технического описания PDB-C216.

Broadcom SPD2025-12X

В области телекоммуникаций линейный фотодиодный массив SPD2025-12X от Broadcom идеально подходит для высокопроизводительных оптических приемников. Этот 12-элементный фотодиодный массив обеспечивает высокую чувствительность, низкий темновой ток и низкую емкость для продуктов с высокой пропускной способностью. Некоторые телекоммуникационные приложения включают использование в приемниках, которые используют многомодовые сигналы 12×25-Гбит/с и 12×28-Гбит/с NRZ или PAM-4.

Расположение линейного фотодиодного массива SPD2025-12X. Из краткого описания продукта SPD2025-12X. (Alt text: Схема, показывающая линейный фотодиодный массив SPD2025-12X) https://drive.google.com/open?id=14d5QeekNnjB2DXV8t2mBGLZl3as3_AKc

С появлением новых приложений в области компьютерного зрения, увеличением использования оптических систем и повышением требований к чувствительности в приложениях, таких как лидар, вам потребуется выбрать подходящий фотодиодный массив для вашей следующей системы. Octopart^® предоставляет доступ к различным фотодиодным массивам и другим детекторам для вашей следующей системы визуализации или измерения. Попробуйте использовать наш руководство по выбору компонентов, чтобы определить лучший вариант для вашего следующего продукта.

Оставайтесь на связи с нашими последними статьями, подписавшись на нашу рассылку.