फोटोडायोड का वोल्टेज "बाउंस" क्यों होता है?


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मैंने नीचे दिखाए अनुसार एक BPW-21 फोटोडायोड सेटअप किया है:

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फोटो-डायोड एक दोलनशील लेजर बीम द्वारा सक्रिय होता है। मैं बिंदु A पर एक साफ + 5V से 0V संक्रमण प्राप्त करने की उम्मीद करता हूं जब लेजर बीम फोटोडायोड पर गिरता है और 0V से + 5V संक्रमण होता है जब लेजर फोटोडायोड से हट जाता है। हालाँकि जो कुछ मुझे वास्तव में आस्टसीलस्कप पर मिलता है, वह अपेक्षित वोल्टेज के निपटारे से पहले कुछ सौ माइक्रोसेकंड के लिए कई 0V से + 5V संक्रमण है। कुछ उदाहरण निशान नीचे हैं:

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मेरा सवाल: बिंदु-ए "उछल" पर वोल्टेज क्यों है? अपेक्षित मूल्य पर बसने से पहले + से + 5 वी के बीच वोल्टेज उछाल बनाने के लिए फोटो-डायोड में क्या हो रहा है? कोई विचार

अभिषेक


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एक अपारदर्शी वस्तु के साथ लेजर बीम को अवरुद्ध करने की कोशिश करें और साजिश की जांच करें। फोटोडायोड से लेजर को हिलाने से लगता है कि इसमें सभी प्रकार के कंपन शामिल हो सकते हैं।
दिमित्री ग्रिगोरीव

जवाबों:


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सेमीकंडक्टर लेजर प्रभाव का वर्णन वाहक घनत्व और फोटॉन घनत्व के दो युग्मित आंशिक अंतर समीकरणों, दर समीकरणों द्वारा किया जाता है

इन समीकरणों के समाधान के परिणामस्वरूप एक गैर रेखीय वर्तमान-तीव्रता संबंध होता है, जिससे डायोड चालू होने पर विश्राम दोलन होता है।

यहाँ देखें या निम्न चित्र देखें : (छवि स्रोत: पृष्ठ ४५ इस दस्तावेज़ का) लेजर डायोड विश्राम दोलन

और जो आप देख रहे हैं वह संकेत के बढ़ते किनारे के पास बिल्कुल यही दोलन है।


अच्छा जोड़। हालांकि मैं यह नहीं बता सकता था कि "लेजर बीम का दोलन" का अर्थ भौतिक या विद्युत था।
ट्रेवर_जी

मेरा मतलब शारीरिक था ... वास्तव में लेजर बीम एक दर्पण से दूर परावर्तित पेंडुलम पर प्रतिबिंबित होता है
अभिषेक

@ अभिषेक: ??? क्या विद्युत भी भौतिक नहीं है? BTW "लेजर बीम को दोलन" करके मैं समझता हूं कि इसकी तीव्रता विद्युत रूप से संशोधित है (और यह कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह दर्पण से परिलक्षित होता है या नहीं)। यदि इसे लगातार चलाया जाता है तो विश्राम दोलन इस बात का स्पष्टीकरण नहीं हो सकता है कि आप इस दायरे में क्या देखते हैं।
दही

@ अभिषेक: शायद आपकी लेजर बीम भी विद्युत रूप से संशोधित है?
दही

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यह गति हो सकती है। शायद लेजर स्रोत पर, लेकिन यह फोटोडायोड अंत में भी हो सकता है, यहां तक ​​कि एक प्रशंसक भी संवेदनशीलता का कारण बन सकता है।

हालांकि, यदि आपके पास कोई एपर्चर, या गलत एपर्चर नहीं है, तो सेंसर को आवारा लेजर पथ प्राप्त करना भी संभव है क्योंकि लेजर सेंसर के धातु कफन को पार करता है या व्यवस्था के अंदर चारों ओर प्रतिबिंबित करता है।

यदि आपके पास किसी अन्य प्रकार की ऑप्टिकल विंडो पराबैंगनीकिरण है, तो वह भी अंदर ही अंदर उछल सकता है।

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डिटेक्टर सर्किट की अधिक संवेदनशीलता भी आपको दु: ख देगी। सर्वोत्तम परिणामों के लिए आप चाहते हैं कि डिटेक्टर सर्किट आपको पूरी तरह से उजागर होने पर 80-90% स्विंग में कहीं दे दे, दलदल नहीं । यह आपको विभिन्न उपकरणों और बिजली की स्थिति पर काम करने के लिए पर्याप्त सहिष्णुता प्रदान करेगा, जबकि अभी भी आपको उपयुक्त हिस्टैरिसीस का उपयोग करने के लिए पर्याप्त सिग्नल रेंज दे रहा है।

सामान्य टिप्पणियाँ:

अक्सर लोग सोचते हैं कि उन्हें स्थिति का पता लगाने के लिए पिनपॉइंट लेज़रों का उपयोग करने की आवश्यकता है क्योंकि उन्हें लगता है कि लेज़र अद्भुत हैं। सच्चाई यह है, जब तक आप कुछ दूरी पर <1mm सटीकता के लिए कुछ करना नहीं चाहते हैं, लेजर का उपयोग करना वास्तव में आपको कम स्तंभ प्रकाश स्रोत का उपयोग करने से अधिक दुःख का कारण बन सकता है।

लेजर के साथ दोनों सिरों को संरेखित करना महत्वपूर्ण है। एक सरल प्रकाश स्रोत और उचित रूप से उपयुक्त रिसीवर के साथ, आपको केवल रिसीवर को सही ढंग से स्थिति देने की आवश्यकता है।

लेज़रों में रिकोशे होता है। ऐसे अवसर होते हैं जब लेजर वास्तव में उस वस्तु के चारों ओर उछल सकता है जिसे आप मापने के लिए बांध रहे हैं और अभी भी सेंसर पर समाप्त होते हैं। इससे भी बदतर वे वास्तव में आपके सेंसर के भीतर उछाल कर सकते हैं।

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यदि लेज़र और रिसीवर मीटर के अलावा हैं तो आपके पास थर्मल मुद्दे हो सकते हैं। जो कुछ भी वे संलग्न हैं उसके थर्मल विस्तार के कारण उनके बीच संबंध गति लेजर के कारण लक्ष्य को पूरी तरह से याद नहीं कर सकता है। वास्तव में दोनों छोरों को यंत्रवत् युग्मित रखना सामान्य रूप से एक मुद्दा है।

कई अवसरों में मैंने इसे वास्तव में लेजर को खराब करने के लिए विवेकपूर्ण पाया है इसलिए यह रिसीवर के अंत में एक चौथाई आकार के स्थान के रूप में आता है। डिटेक्टर पर एपर्चर हाथ में काम के लिए पर्याप्त सटीक था, लेकिन संरेखण और कंपन मुद्दे चले गए।


प्रिय ट्रेवर ... सच बोलने के लिए, यह वही है जो मुझे संदेह है ... आपने पिछले पैराग्राफ में "डिटेक्टर का एपर्चर काफी सटीक था" का उल्लेख किया है, क्या आपका मतलब है कि आप एक अलग एपर्चर डालते हैं (जैसे यहां एक e-holmarc.com/product/… ) या क्या आपका मतलब है कि फोटो-डायोड पैकेज पर विंडो का व्यास हाथ में काम के लिए पर्याप्त था?
अभिषेक

@ अभिषेक, एक एपर्चर एक भट्ठा या एक छोटा छेद हो सकता है, सेंसर से छोटा, सेंसर के सामने कुछ दूरी पर तय किया जाता है जैसे कि सेंसर पर आने वाला प्रकाश केवल डायोड से टकराएगा जब एपर्चर में छेद ऊपर से बंद हो जाएगा प्रकाश स्रोत। यह उस तरह एक फैंसी डिवाइस होने की जरूरत नहीं है। एक पतली प्लेट में एक साधारण 1 मिमी या 1/2 मिमी ड्रिल छेद पर्याप्त है। सेंसर के सामने जितना अधिक सटीक है, लेकिन आप दूरी के साथ थोड़ी संवेदनशीलता का व्यापार करते हैं।
ट्रेवर_जी

उन दालों के बीच दसियों माइक्रोसेकंड में, प्रकाश किलोमीटर की यात्रा करता था। आपके द्वारा प्रस्तावित तंत्र एक अलग, बहुत तेज़, समय पर बाउंसिंग की व्याख्या करेगा। (जब तक कि मैंने कुछ गलत नहीं किया है - या ओपी के पास बहुत मोटी खिड़कियां हैं :-))
श्रीदेवी वाष्र्चर

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@ श्रीदेवी वाश्र्तार आप बिंदु को याद नहीं कर रही हैं। के रूप में लेजर शारीरिक रूप से सेंसर पर ले जाता है अतिरिक्त पथ इस तरह के भयावह प्रकार के प्रभाव के कारण लेजर चमक में मॉडुलन पैदा कर सकता है। स्रोत / मोडुलेटर की भौतिक गति से सेंसर मॉड्यूलेशन की गति निर्धारित होती है।
ट्रेवर_जी

@ ट्रेवर, ओह, यह दिलचस्प है। तो मूल रूप से, यह 'बीट फ्रीक्वेंसी' होगा - 'कैरियर' की तुलना में बहुत छोटा?
श्रीदेवी वाष्र्चर

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यांत्रिक आंदोलन है। उस संभावना में कंपन होगा।

फोटोडायोड आउटपुट ---- जो आपने दिखाया है ---- रेल-टू-रेल है क्योंकि लेजर इतना तीव्र है। लेजर और पीडी के बीच एक फिल्टर रखें, और आने वाली ऊर्जा का एक बेहतर दृश्य प्राप्त करें।


मूविंग लेजर एक स्वतंत्र निलंबन (यानी एक स्ट्रिंग द्वारा निलंबित) पर रखा गया है और लगभग 10 सेकंड की समयावधि के साथ दोलन कर रहा है ताकि यांत्रिक कंपन समस्या न हो। फोटोडायड ही नहीं चल रहा है .. और यहां तक ​​कि अगर इसकी रेल से रेल क्यों "उछल रही है"? .. कंपन करने के लिए कोई यांत्रिक संपर्क नहीं हैं
अभिषेक

ऊर्ध्वाधर कंपन? ब्राउनियन गति? या मुझे संदेह है कि टीआईए इंटरफ़ेस एनालॉग सर्किट में बज रहा है। फिर से ............. 1-स्टॉप या 2-स्टॉप ऑप्टिकल एटेन्यूएटर डालें, और बदलाव देखें।
analogsystemsrf

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यह किनारे से विक्षेपण के कोण के साथ बदलते हस्तक्षेप पैटर्न की तरह दिखता है। धार विक्षेपण के लिए एपर्चर कितनी अच्छी तरह परिभाषित है?
टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

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यह IS लेजर लाइट है, जिसमें जगमगाहट है!
एनालसिस्टम एसआरएफ

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@ अभिषेक मुझे संदेह है कि वह " पैटर्न
लेपर्सन

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मुझे संदेह है कि लेजर बीम पीडी के क्षेत्र से छोटा हो सकता है। यदि यह मामला है, तो जैसा कि बीम पूरे क्षेत्र में चलता है, तो इसके कुछ हिस्से आचरण कर सकते हैं और तब तक स्पष्ट "उछल" का कारण नहीं बन सकते जब तक कि डायोड को चालू करने के लिए पर्याप्त पीडी सक्रिय नहीं हो जाती है। इसके बाहर निकलने पर, प्रभाव को तब तक दोहराया जाता है जब तक कि किरण पीडी के सभी क्षेत्रों से बंद न हो जाए। यह बीम को स्थिर रखकर और उसके पथ को बाधित करने के लिए किसी चीज का उपयोग करके सत्यापित किया जा सकता है, बजाय इसे पीडी पर ले जाने के।

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