Детектор энергии фотонов

[shah82]

Странная (возможно - всратая) идея

Сделать оптический спектрометр по принципу гамма-спектрометра, т е

с неким фотодиодов (хотя скорее всего такого не существует), который бы давал импульсы, с амплитудой, пропорциональной энергии падающего фотона

Сразу вижу одну проблему, должно быть очень большое быстродействие и/или очен слабый поток света, иначе по одному детектировать не получится 

Изменено 4 Сентября, 2025 в 03:11 пользователем shah82

[rectifier]

В 04.09.2025 в 06:04, shah82 сказал:

Странная (возможно - всратая) идея

Сделать оптический спектрометр по принципу гамма-спектрометра, т е

с неким фотодиодов (хотя скорее всего такого не существует), который бы давал импульсы, с амплитудой, пропорциональной энергии падающего фотона

Сразу вижу одну проблему, должно быть очень большое быстродействие и/или очен слабый поток света, иначе по одному детектировать не получится 

Фотодиоды дают ток пропорциональный падающему потоку света, а не его длине волны. У каждого фотодиода есть своя характеристика спектральной чувствительности, которая далека от линейной. Более правильно говорить даже об окне спектральной чувствительности фотодиода. Вот для примера. Быстродействие  фотодиодов определяется в первую очередь их емкостью, а она зависит от площади кристалла. Чем больше площадь, тем больше чувствительность, но меньше быстродействие. Вас какие длины волн, частоты и чувствительности интересуют?

 

Мне кажется, что для автоматической регистрации проще расщепить световой поток дисперсионной призмой, а результат подать на линейную матрицу фотодиодов, либо вообще на матрицу сканера или видеокамеры. Потребуется калибровка из-за разной чувствительности к длине волны. Я предполагаю, что такие устройства уже существуют готовые.

[chemister2010]

Собственно все спектрофотометры могут писать спектр - то есть зависимость поглощения от длины волны (энергии) фотона. 

[shah82]

не, идея как раз в совмещении диспергирующего и регистрирующего элемента

вот в гамма-спектрометрах ФЭУ выдает импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии прилетевшего в сцинтиляционный кристалл гамма-кванта... аааа...  я кажется понял, там вся фишка в кристалле, он даёт поток фотонов пропорциональный энергии прилетевшего гамма-кванта, а ФЭУ даёт импульсы, пропорциональные этому потоку

таки да, в видимо спектре такое скорее всего не получится

[Вадим Вергун]

В 04.09.2025 в 06:04, shah82 сказал:

Странная (возможно - всратая) идея

Сделать оптический спектрометр по принципу гамма-спектрометра, т е

с неким фотодиодов (хотя скорее всего такого не существует), который бы давал импульсы, с амплитудой, пропорциональной энергии падающего фотона

Сразу вижу одну проблему, должно быть очень большое быстродействие и/или очен слабый поток света, иначе по одному детектировать не получится 

Такие приборы существуют. Это pin-диоды. Однако алгоритм работы непрост. Нужно плавно повышать обратное напряжение до тех пор пока от налетающих фотоном не случится пробой. Напряжение пробоя и будет пропорционально энергии фотона. Проблема в том что быстродействие не велико, и нужно обеспечить достаточно слабый поток фотонов чтобы не происходило двухфотонное поглощение. На практике это не используется.

Куда проще взять самый обычный спектрометр с дифракционной решеткой и светочувствительной матрицей. Проблему потока света решать длительной выдержкой и интегрированием кадров. Если нужно получить изображение, организовать развертку перемещением объектива. Так американские Вояжеры Нептун снимали, там был один лишь спектрометр, а вращением аппарата и сдвигом по орбите давали развертку изображения.

[Arkadiy]

В 04.09.2025 в 06:04, shah82 сказал:

Странная (возможно - всратая) идея

Сделать оптический спектрометр по принципу гамма-спектрометра, т е

с неким фотодиодов (хотя скорее всего такого не существует), который бы давал импульсы, с амплитудой, пропорциональной энергии падающего фотона

Сразу вижу одну проблему, должно быть очень большое быстродействие и/или очен слабый поток света, иначе по одному детектировать не получится 

Зачем? Существуют детекторы одиночных фотонов.

Будет выставка Фотоника, сходите

[Arkadiy]

В 04.09.2025 в 06:48, rectifier сказал:

Фотодиоды дают ток пропорциональный падающему потоку света, а не его длине волны. У каждого фотодиода есть своя характеристика спектральной чувствительности, которая далека от линейной. Более правильно говорить даже об окне спектральной чувствительности фотодиода. Вот для примера. Быстродействие  фотодиодов определяется в первую очередь их емкостью, а она зависит от площади кристалла. Чем больше площадь, тем больше чувствительность, но меньше быстродействие. Вас какие длины волн, частоты и чувствительности интересуют?

 

Мне кажется, что для автоматической регистрации проще расщепить световой поток дисперсионной призмой, а результат подать на линейную матрицу фотодиодов, либо вообще на матрицу сканера или видеокамеры. Потребуется калибровка из-за разной чувствительности к длине волны. Я предполагаю, что такие устройства уже существуют готовые.

фотодиоды калибруются и их спектральные характеристики известны.

Обычный спектрофотометр имеет диапазон измерения от 190 до 1900 нм