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Lichtdetektor mit einer Avalanche Fotodiode (Schaltungstechnik)

verfasst von Christoph, 01.09.2011, 13:34 Uhr

Hallo zusammen,

im Rahmen einer Forschungsarbeit möchte ich einen Lichtdetektor mit einer Avalanche Fotodiode bauen. Da ich selber noch recht wenig Erfahrung im Bereich der Elektronik und auch keinen erfahrenen Ansprechpartner habe, richte ich mich jetzt an euch und hoffe, dass ihr ein wenig helfen und mir ein paar Fragen beantworten könnt.

Zunächst einmal ein paar Details zu meinem Projekt. Das Ziel meiner Arbeit ist es sehr kleine Lichtmengen im blauen Wellenlängenbereich zu detektieren. Dazu möchte ich allerdings keinen Fotomultiplier verwenden, da ich das ganze eher kostengünstig halten muss. Eine normale Fotodiode habe ich erstmal ausgeschlossen, da sie bei der zu messenden geringen Strahlungsstärke ein zu kleines Signal liefert. Meine Idee war nun eine Avalanche Fotodiode zu verwenden. Folgende habe ich mir bestellt.
http://www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/Datasheets/lcd/sae-series_red-enhanced.pdf

Ansonsten steht mir für den Aufbau des Detektors ein Oszilloskop und ein regelbares Spannungsnetzgerät zur Verfügung, dass die notwendige Sperrspannung liefern kann. Allerdings hat es einen internen Strombegrenzer (1mA), den ich nicht deaktivieren kann. Mir ist noch nicht ganz klar, ob das eventuell ein Problem sein könnte.

Nun zu meinen Fragen. Generell wollte ich den Aufbau wie im Bild (Anlage) realisieren. Dabei sind mir allerdings ein paar Sachen unklar. Welchen Operationsverstärker wählt man für so eine Schaltung am besten und wie entscheidet man überhaupt, welchen OPV man nimmt? Wozu wird der Kondensator benötigt? Haltet ihr den Aufbau für sinnvoll oder hättet ihr vielleicht eine bessere Idee? Habt ihr Erfahrung im Umgang mit APDs? Was sollte man beim Umgang mit ihnen beachten? Teilweise hab ich ein wenig bedenken, dass ich den APD beim Rumprobieren versehentlich zerstören könnte.

Meine bisherigen Versuche waren nicht sehr zufriedenstellend. Bei Bestrahlung der APD habe ich zwar ein Signal erhalten. Dieses war allerdings sehr gering, so dass ich von der Verstärkung der APD und des Transimpedanzverstärkers nicht viel gemerkt habe. Bei gleichem Aufbau mit einer normalen Fotodiode ohne Sperrspannung habe ich deutliche höhere Signale erhalten.

Für den Transimpedanzverstärker habe ich einen OPV (ST Lf351N) verwendet, den ich gerade zur Verfügung hatte und bei dem ich mir überhaupt nicht sicher war, ob er für solche Zwecke überhaupt geeignet ist.

Ich hätte noch viele andere Fragen aber ich denke, wenn mir jemand die oben gestellten Fragen beantworten könnte, wäre mir schon sehr geholfen. Ich bedanke mich vielmals für eure Hilfe.

Ciao Chris