К ни щастью, встроить низзя. (http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=KztKTdco--s)

И это не только с физикой -__-

"Нищастью" раздельно. Вот писака, блин х(

Тоже неплохо :-)

Надо вместо тестера подключить УФ лампочку. Если не взорвётся - тестер врёт.

Это, к сожалению, не фотодиод, а фоторезистор, то есть он сам энергии не производит, только даёт ток при приложении "батарейки". А приложением достаточного внешнего напряжения, можно добиться "коэффициента передачи энергии" более 100% даже для вполне реальных фотодиодов/фоторезисторов, с кпд менее 100% - энергия-то в основном из "батарейки" пойдёт :-)

Хм?

Я тоже занимаюсь ультрафиолетом. УФ широкий, Вы с каким диапазоном работаете? Я -- в 180-260 нм. Я использую японские UV-Tron-ы R2868 (фирмы HAMAMATSU). Забавные, надо сказать, "лампочки"... Не то чтобы дурят, но иногда подкидывают такие загадки, что голову можно сломить.

Обсудим?

Нынаю.

Мы, собственно, не с УФ работает, а алмазы растим. И сделали из алмаза, совместно с ИФМ РАН, детектор системы "фоторезистор". Детектор хреновенький, но детектор.
А потом захотели измерить абсолютную чувствительность - ну там, амперы на ватт падающего ультрафиолета, чисто чтобы цифру в статье указать. А поскольку алмаз чувствителен до 225нм, а на всё более длинное он чихать хотел, с УФ мы не работаем, источники УФ у нас системы "лампочка кварцевая" да "лампочка ксеноновая", с толком неизвестными характеристиками, а найти "эталонный" детектор УФ (например, фотодиод) с известной чувствительностью и работающий до 220нм нам навскидку не удалось, мы пошли в ИФМ, где была дейтеривая лампочка с прицепленным к ней монохроматром, и детектор системы "фотодиод", с нормированной чувствительностью до 200нм - об него прокалиброваться.
При первой попытке мы получили, что чувствительность нашего детектора превышает чувствительность фотодиода в 10000 раз, а квантовая эффективность - в несколько тысяч раз. Перепроверив расчёты, и "найдя, где могла быть лажа в методике", пришли со второй попыткой (и ещё парой фотодиодов, не УФ, но "их тоже померим, чтоб было").
Ушли вечером, блестяще подтвердив в множестве экспериментов превышение чувствительности над теоретически возможной минимум в 100 раз.

Вот теперь думаем, как нам с этим жить, а точнее - что делать-то :-) Последние эксперименты действительно были уровня "батарейка, диод/детектор, тестер в режиме амперметра - опа, наш ток в 100 раз выше чем ток диода" - три порядка разницы можно и топором и кувалдой ловить, это не девятый знак после запятой. Однако, не поймали. Очевидное объяснение "диод давно сгорел" конечно очевидно, но всё-таки требует перепроверки, тем более на раздражители вроде китайской указки на 405нм он откликается...

В 100 раз выше? А можно, если не секрет,
- какое удельное сопротивление у вас получилось? Воздух не ионизируется?
- какая напряжённость поля в кристалле? Как соотносится с пороговой напряжённостью пробоя при такой освещённости?
- какова толщина кристалла? Электроны не туннелируют?
- Зависимость от освещённости линейная? А от освещённости?

И ещё, а как квантовую эффективность считали для прозрачного алмаза? Или он для УФ непрозрачен?

- не считали. Воздуха в алмазе нет, а воздух снаружи не ионизируется, или я не понял вопрос.
- между электродами что-то типа 20мкм (кристалл на работе, а на память точно не помню), подавали до 20В. От пробоя, как я понимаю, далеко.
- кристалл толстый (больше миллиметра), но детектор не "сэндвич", а встречно-штыревая структура на одной поверхности, с расстоянием между электродами около 20мкм (опять же, точное расстояние не помню, надо уточнить на работе). Соответственно, основные эффекты должны происходить на тех же порядках размеров. Электроны вряд ли протуннелируют 20 микрон, а даже если и туннелируют - совершенно непонятно, почему они делают это только на свету (и нельзя ли получить за это нобеля припахать это с пользой для народного хозяйства).
- от освещённости не измеряли (не было возможности удобно изменять освещённость, но на вкл/выкл, конечно, реагирует - собственно, "сигналом" считается разница тока "со светом" и "в темноте"); от напряжения на кристалле - довольно хорошо линейная (до насыщения не дошли, это чуть позже); спектральная зависимость - как и положено для алмаза, с резким падением на 225нм.

Квантовую эффективность считали понятным образом: "измерили" чувствительность в А/Вт (сравнением с "эталонным" детектором на известной длине волны от одного источника), дальше амперы превратили в число электрон-дырочных пар (в секунду), а ватты - в число фотонов (известной энергии, длина волны-то известна) в секунду. И поделили одно на другое. А алмаз в УФ как раз поглощает - он же того, полупроводник, УФ кванта как раз хватает чтобы рождать электрон-дырочные пары :-)

Добавлю:
- это глюк, это ясно. Где глюк - ищем. Мешает отсутствие "калиброванных" источников света, и то, что пока нашли всего один (потенциально "битый", хотя хозяева утверждают что "всё работает") "калиброванный" детектор.
- у нашего алмазного детектора огромный ток утечки, но это вроде бы ну никак не должно увеличивать чувствительность.

Работа выхода (если я правильно посчитал) примерно 5.6 эВ. Длину свободного пробега электрона в алмазе я навскидку не нашёл, но всё же рискну предположить что хватает, чтобы разогнаться до 5.6 эВ, так что дополнительная проводимость может быть обусловлена вторичными электронами. В этом случае, правда, должна наблюдаться заметная нелинейность от приложенного напряжения.

Лавинное умножение? Нет, эту мысль мы конечно думали, благо кремниевый лавинный фотодиод в тумбочке лежит, но по-моему это всё-таки фантастика: чтобы в тысячу раз на самом первом образце, да в широком диапазоне напряжений (лавинные диоды, насколько я помню, были сильно пороговые: шаг влево - нет лавины, шаг вправо - самопробой)... не, не бывает :-) Если бы это было так просто, такие детекторы давно использовались бы.

> Квантовую эффективность считали понятным образом: "измерили" чувствительность в А/Вт (сравнением с "эталонным" детектором на известной длине волны от одного источника), дальше амперы превратили в число электрон-дырочных пар (в секунду), а ватты - в число фотонов (известной энергии, длина волны-то известна) в секунду.

А чтобы интенсивность (Вт/см^2) перевести в мощность (Вт) на какую площадь умножали? Площадь между электродами или всего кристалла или что? Потому что сразу не очень понятно как надо -- есть диффузия носителей, они могут подтекать с большей площади, чем область между электродами.

Между электродами. Но играми с площадью трёх порядков не получить, максимум разы, и то с натяжкой (тут заряды в области сильного поля с трудом растаскиваются, а чтобы они ползли миллиметры сами по себе, за пределами покрытой электродами площади - это вряд ли).

Для диффузии не нужна область сильного поля, она и вне неё идёт не хуже. Диффузии нужно, чтобы соответствующие носители в одном месте появлялись, а в другом исчезали. Расстояние, на которое могут распространяться носители за счёт диффузии, думаю, надо оценивать из времени жизни носителей, связанной с рекомбинацией.

Мы пользуемся обычной китайской галогеновой лампочкой (12 В/ 35Вт), которые обычно используют в точечных источниках света. Только мы из рефлектора, который делается из обычного стекла, достаем маленькую колбу самой галогенки. Колба у нее изготовляется из кварца, поэтому УФ прорывается наружу.

Еще скажу, что свечка, зажигалка тоже дают УФ-излучение. Горение газа (метан, бутан, пропан) тоже не хило излучают.

А вот с дейтериевой лампой мы как-то тоже лопухнулись. Точнее, не с самой лампой, а со спектрофотометром (По моему СФ-1 назывался). Хотели узнать спектральную чувствительность R2868. В камеру прибор не влазил, поэтому решили работать с открытой крышкой камеры. Поработали, ага. Оказалось, что излучатель дует УФ через все вентиляционные щели. И мой приборчик с успехом ловит отражения от стен, от потолка... В общем, так ничего и не смогли измерить.

Другой пример. На прошлой неделе ездил в Челябинск. Пробовал установить свои приборчики на ТЭЦ (там жгут природный газ). Вроде встали. Но мощность УФ потока ... ядерная война отдыхает! Коллиматором не удалось подавить. Пришлось ставить целлулоидную пленочку ("сопля", упаковка от пачки сигарет). Простояла несколько часов, свое отработала. И на том спасибо.

Потом приехал домой. Решил воспроизвести процесс на горелке. Зажег, естественно, газовую плиту. :) Поставил свои датчики. Все зашибись. Но заметил, что с течением времени они деградируют. Поигрался -- да, точно. Деградируют, но, сволочи, полностью восстанавливаются за несколько минут. Бегая на ТЭЦ от горелки к горелке я не заметил этого явления. А вот в тихой домашней обстановке -- обана! Не "встанем" мы на эти грелки! Жопа там.

Вот сейчас тоже сижу, репу чешу. Может какое-то рассеивающее зеркало установить и работать с отраженным (ослабленным) сигналом? Просто получилось так, что под мощным потоком УФ в датчике что-то такое происходит... А так обрадовался, что при мощном УФ на выходе датчика шумов мало. А у него оказывается "физика" поплыла.


Так что нужен нам ваш детектор. Ой, как нужен!

В галогенке УФ мало, там же чисто тепловой источник, да ещё довольно холодный (около 3000К), а интересного нам (около 200нм) - так и вообще считай нет. Вот в автомобильной же ксенонке, если спилить стеклянную колбу - УФ присутствует явственно, и в воздухе "озончиком" от неё несёт :-)

Так а в чём проблема ослабить-то, если УФ слишком много - хоть задиафрагмировать, хоть ту же плёночку или сеточку металлическую натянуть? Или я не понял, и датчикам плохеет не от УФ?

А наш детектор вам пока не нужен, у него пока дрейфов и утечек столько, что самим страшно. Вот разберёмся хотя бы минимально с технологией (да хотя бы параметры промерим так, чтобы законы физики не нарушались)...
А пока можно посмотреть в сторону аналогичных детекторов от урал-алмаз-инвест: http://www.ural-almaz.com.ru/product3.html. Но они, как и наш, специфические - там основная чувствительность до 225нм, видимый и ближний УФ почти не виден.

У нас в лаборатории спектроскопии можно прогнать на UV спектрофотометре и сделать красивый график. И точность будет реальная.

А спектрофотометр разве умеет характеристики фотоприёмников измерять? Мне почему-то казалось, что фотоприёмник у него собственный, а измеряют они спектральные характеристики пассивных объектов (отражение, поглощение).

И ключевой момент: мы хотим измерить абсолютную чувствительность нашего детектора (А/Вт). Для этого нужно, чтобы была достаточно точно известна плотность мощности излучения (поток, в Вт/мм²), падающая на наш детектор. Ваш фотометр может засветить в наш детектор известной мощности узкополосным пучком в районе 210 нм?...

Напишите этому японцу, пусть пришлёт диод на 210nm.
http://www.brl.ntt.co.jp/people/taniyasu/index.html

Да не, ну есть хамаматсовские УФ-диоды, есть советские... но их ещё найти-купить надо, а это время.

> А спектрофотометр разве умеет характеристики фотоприёмников измерять?

В спектрофотометр в качестве приёмника можно положить что угодно — самописцу пофиг, чем писать.

> Для этого нужно, чтобы была достаточно точно известна плотность мощности излучения (поток, в Вт/мм2), падающая на наш детектор.

Для этого в спекртофотометрах и стоят точные источники излучения с разными системами его деления. Более того, можно сначала измерить поток собственным калиброванным приёмником, а затем сунуть ваш.

Это интересно. Нам даже и самописца-то не надо, достаточно одной длины волны. Лишь бы света было достаточно,
потому что детектор всё-таки стрёмноватый, в системе "лампочка+монохроматор" пришлось извращаться с синхронным детектированием чтобы получить нормальный сигнал...

А как называется ваш спектрофотометр - хочу посмотреть и понять подходит ли? Заранее спасибо :-)

Ну вашу задачу можно решать на СФ-46: http://granat-e.ru/sf-46.html

Если честно, то читаю описание, и не понимаю, как его для этого приспособить. По описанию он "предназначен для измерения коэффициентов пропускания жидких и твердых прозрачных веществ", калиброванный источник света спектрофотометру не нужен, равно как и калиброванный приёмник (при измерении поглощения всё это калибруется "об воздух" - об канал, проходящий мимо образца, этого вполне достаточно), соответственно в описании про это ничего нет, равно как и про возможность подключать свои детекторы. У вас в спектрофотометре стоит детектор с известной ампер-ваттной характеристикой? А что известно про этот детектор - ведь именно его характеристики будут использоваться как "опорные"? И насколько реально поставить на место этого детектора свой - ведь сравнивать придётся именно так, измерить "известным" детектором, поставить на его место наш, измерить нашим, пересчитать чувствительность...

А так - спектрофотометр и у нас в ИПФ наверняка найдётся, оптики ведь чем-то свои многослойные напылённые стекляшки промеряют. Но с какой стороны к нему зайти с нашим образцом - непонятно...

Он однолучевой, а не двухлучевой, т.е. там нет опорного луча. Это сделано специально, потому что воздух тоже неидеальная среда для калибровки. Соответственно, именно там калиброванный приёмник.

Ну если у вас найдётся, сходи к своим фотометристам, посоветуют :)

> И насколько реально поставить на место этого детектора свой

Мы-то свои детекторы впихивали. Там две резиновые дырки в крышке :)

Нужно так себя позиционироввать: жильём обеспечен (престижная старая часть города, тих окна во двор, есть место под парковку а/м, недалеко магазины, школа, д/с и автобусная остановка с автобусами во все части города) не курю и не пью (почти), мою посуду, делаю всё по дому сам. Прекрасно готовлю, по выходным занимаюсь спортом, хожу в походы. Что ещё? Кандидат физмат наук. Зарплата не блестящая, но она есть. :)

По предмету.
А не может ли быть наводки от цепей источника на цепь приёмника?
А руку поставить между источником и приёмником пробовали?

Так кому это может быть интересно это и так скорее всего знают, а что на такое "клюнет" кто-то случайный - странно было бы рассчитывать :-)

Источник непрерывный, дальше стоит "вертушка" (модулятор), а после детектора - RC-фильтр (срезать постоянную составляющую) и синхронный детектор (избавиться от шумов и засветок). Ладошкой закрывать пробовали - сигнал пропадает (ток утечки, а он в этой схеме был на порядки(!) больше, разумеется остаётся).

А в схеме "светим лампой в упор" измерялась разница токов с детектором смотрящим в лампу и прикрытым картонкой, наводки если бы и были, были бы одинаковыми (да и не верю я в наводки амплитудой 1 мА на нагрузке 1 кОм - а с "лампой в упор" сигнал как раз около 1 мА и был). Тут уже без вертушек и синхронных детекторов, света очень много, отклик виден прямо на постоянном токе тестером.

> Так кому это может быть интересно это и так скорее всего знают, а что на такое "клюнет" кто-то случайный - странно было бы рассчитывать :-)

Приходи к нам на танцы :-)

Я подумаю :-)

Да, и какой у вас источник тока?

Источника было два: "батарейка" (10 последовательных NiCd аккумуляторов) - это резко снижает наводки, поскольку нет привязки к сети; и какой-то старый лабораторный регулируемый, название не помню, но он умел давать до 50В.

А, просто у меня возникла сумасшедшая идея, но раз батарейка, тады ой )

Мощность излучения вот такой, или подобной штукой (ти-3 и куча импортных) можно померить (http://photo.qip.ru/users/dimonw/115064440/125866792/) примичателна тем, что регистрирует тепловое действие излучения, поэтому чувствительность мало зависит от лямбда.

Это типа болометр (гугль по ТИ-3 выдаёт какие-то тумбы инструментальные)?

Эту мысль мы думаем (болометр у нас наверняка найдётся), один нюанс - нам для измерения нужно выделить относительно узкую полосу в УФ, выделять приходится монохроматором ("цветные стекляшки" на такую длину волны подобрать не удалось), а боюсь что то, что вылезет на выходе монохроматора, болометр может вообще не заметить.

ну спросить гугла еще и про излучение... http://ts-yug.ru/catalog.php?id=1101&item=142115
Почти болометр, только измеряется не температура термосопротивлением, а разность температур термопарой вернее батареей последовательно включенных термопар... На фото ТИ-5, при правильном вольтметре, видит тепловое излучение поднесенной ладони в 10см...