窒素レーザーの光のパルスを電気のパルスに変換することはできるのでしょう

質問

窒素レーザーの光のパルスを電気のパルスに変換することはできるのでしょうか？
できるとしたら何のセンサを使うのでしょうか？そして　その電気信号をパソコンに転送することはできますか？
教えてください　お願いします

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

レーザ光の波長（337nm）だけなら普通の Si フォトダイオードで検出可能です。337nm での感度は可視光より数分の１に落ちる程度なので問題ありません [1]。問題は応答速度です。窒素レーザのパルス幅は数百psから1ns程度ですが、普通のＳｉフォトダイオードでこのような狭い幅のパルス光を受けても、応答速度がそれより遅い [2] ので、出力される電気信号がなまってしまい、ピークパワーが測定できません。

測定するのがレーザ光のピークパワーでなく、平均パワー（デューティーサイクル×ピークパワー）でいいのであれば、フォトダイオードの出力信号を、ローパスフィルタなどで平均化して、DC電圧として測定する方法があります。フォトダイオードにレーザ光を直接入れると、光パワーが大きすぎてフォトダイオードが飽和してしまうので、ビームスプリッタやＮＤフィルタなどでフォトダイオードに入射する光量を減衰させるか、光学部品からの散乱光を受けるのがいいと思います。散乱光を使う方法では平均パワーの絶対値が分からなくなりますが、相対値でよければ（変動を見るだけであれば）散乱光を使う方法が簡単です。

[1]　ここ（http://jp.hamamatsu.com/resources/products/ssd/pdf/tech/si_pd_technical_information.pdf）の4ページの図2-7に感度が出ています。受光感度というのは、フォトダイオードに 1W の光パワーが入ったときの出力電流(A)を表しています。パルスレーザのピークパワー(W) は、レーザ光の出力 (J)/パルス幅(s) になります。平均パワー(W)は、ピークパワー(W)×パルス幅(s)×繰り返し周波数 (Hz)です。
[2]　[1] の5ページの図3-2が応答速度（遮断周波数）の例です。遮断周波数が 1GHz なら数ns程度の応答速度になります。

お礼

回答ありがとうございます。
自分はまだまだ知識が足りないということがわかりました。

補足

また質問になるのですが、フォトダイオードはどのように使うものなのでしょう？
ブレッドボードに取り付けて使うものなのでしょうか？
素人質問ですいません

回答No.1

tance

半導体センサだと窒素レーザーの波長はちょっときついので、やはり
光電管になると思います。（参考URL参照）

パルス光とのことですが、どのくらいの帯域なのでしょうか。
参考URLの中で、速いものは約100psec以下くらいの立ち上がり時間が
得られます。

もちろん、このような広帯域信号を扱うには相当しっかりした
高周波の知識が必要です。DCから5GHzくらいまでの帯域を持った信号
を扱うことになるので、工夫や名人芸も必要かと思いますが、
アマチュア工作でもできないことはありません。

PCに取り込むには、また大変な回路が必要です。パルスの仕様にも
拠りますが、ピーク検出が必要で、パルスが細いと大変です。

平均パワーがPCで読めれば良いだけなら、ぐっと簡単になります。

参考URL：

http://jp.hamamatsu.com/resources/products/etd/pdf/Phototubes_TPT1001E07.pdf

お礼

回答ありがとうございました。
質問が拙くて申し訳ないです。
レーザーのパルス幅1 [ns]を考えています。