Ces capteurs sont optimisés pour une utilisation dans la gamme THz.
Il utilisent un capteur pyroélectrique métallique, qui transforme l’énergie reçue en signal électrique. Il peut mesurer l’énergie ou la puissance.
Dans le cas de signaux très courts, il est possible d’utiliser ces capteurs en combinaison avec un amplificateur de tension (par exemple VPA) comme têtes de mesure d’énergie dans la plage µJ et mJ.
Principes de base :
Ces types de détecteurs pyroélectriques sont optimisés pour une application dans la région THz. Les détecteurs ont une grande surface active et un temps de réponse court.
Le principe de base de la détection pyroélectrique est l’absorption par une feuille absorbante d’un signal énergétique THz. De là, l’énergie thermique est transférée au matériau du capteur pyroélectrique par conduction thermique. Pour tous les types de détecteurs THz, un absorbeur métallique à large bande est utilisé.
Il existe deux possibilités pour détecter ce signal :
– Mesurer la tension avec une résistance de charge élevée pour mesurer l’énergie
– Mesurer le courant avec un amplificateur de transimpédance pour mesurer la puissance.
La figure ci-dessus montre la sensibilité des détecteurs pyroélectriques normalisée par rapport à la sensibilité à 1 THz. Entre 200 et 500 µm, la sensibilité varie à 2 % près. D’autres mesures et comparaisons ont été effectuées à des longueurs d’onde allant jusqu’au cm. avec le même excellent comportement d’absorption
Tous les détecteurs sont étalonnés par PTB Berlin, l’institut national des normes en Allemagne, à une longueur d’onde de 2,4 THz en combinaison avec un préamplificateur. D’autres conditions d’étalonnage sont possibles sur demande.
L’étalonnage du détecteur se fait sans fenêtre de protection. Dans ces conditions, tout mouvement d’air doit être évité.
Pour de nombreuses applications, les capteurs pyroélectriques peuvent être utilisés directement en combinaison avec un oscilloscope ( Ri= 1 MΩ) ou le préamplificateur de tension VPA. Dans ces conditions, les paramètres (énergie minimale détectable et taux de réponse maximal) sont limités. En combinaison avec un préamplificateur, ces paramètres peuvent être étendus. Certains paramètres typiques pour les détecteurs sans préamplificateur sont résumés dans la liste suivante :
N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations.
Sensibilité V/J | Énergie de détection minimale µJ | Taux de réponse maximal | |
THz 10 | >500 | 0.5 | 30 |
THz 20 | >200 | 1 | 25 |
THz 30 | >20 | 2 | 20 |
Il s’agit d’une application typique. Le système de détection THz se compose d’un détecteur et d’un préamplificateur de courant CPA.
THz 10 | THz 20 | THz 30 | THz 10 HS | THz 20 HS | |
Diamètre de la zone active [mm] | 10 | 20 | 30 | 10 | 20 |
Constante de temps thermique [ms] | 50 | 50 | 50 | 20 | 20 |
Densité de puissance maximale [mW/cm²] | 15 | 15 | 15 | 5 | 5 |
Sensibilité au courant typique [µA/W] | 0.5 .. 0.6 | 0.5 .. 0.6 | 0.5 .. 0.6 | 1.5 .. 1.8 | 1.5 .. 1.8 |
Temps de montée * [µs] | 100 | 700 | 2000 | ||
Taux de hachage max.* [Hz] | >500 | 200 | 80 | 1 kHz | 500 kHz |
Plage de travail* | 8µW .. 10mW | 10µW .. 10mW | 20µW .. 100mW | 1µW .. 1mW | 1µW .. 5mW |
*Le temps de montée, le taux de hachage maximal et la plage de travail dépendent fortement de la largeur de bande de l’amplificateur. Pour des applications typiques. Plus la largeur de bande est faible, plus le bruit et la puissance mesurable sont faibles, mais la fréquence de découpage est maximale. Des amplificateurs pour un taux de réplication élevé ou une application à faible puissance sont disponibles sur demande.
Exemples de limites de détection pour l’ACP préamplificateur avec différentes largeurs de bande
Détecteur | Preamplification flfl =17 Hz | Preamplification flfl =70 Hz | Preamplification flfl =200 Hz | Preamplification flfl =4 kHz |
THz 10 | 8 µW | 20 µW | 25 µW | 100 µW |
THz 20 | 10 µW | 25 µW | 35 µW | 130 µW |
THz 30 | 20 µW | 35 µW | 140 µW | 180 µW |
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