Акустооптический метод измерения параметров фоточувствительных материалов / Acoustooptical Method for Measuring the Parameters of Photosensitive Materials

Агаев Э.А. / Agayev, E.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Ахмедов Р.А. / Ahmadov, R.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Гасанов А.Р. / Hasanov, A.R.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Гасанов Р.А. / Hasanov, R.A.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Садыхов М.В. / Sadikhov, M.V.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Эйнуллаев В.С. / Eynullayev, V.S.
Национальная академия авиации Азербайджана / National Aviation Academy of Azerbaijan Airlines
Выпуск в базе РИНЦ
Агаев Э.А., Ахмедов Р.А., Гасанов А.Р., Гасанов Р.А., Садыхов М.В., Эйнуллаев В.С. Акустооптический метод измерения параметров фоточувствительных материалов // Физические основы приборостроения. 2022. Т. 11. № 3(45). С. 56–63. DOI: 10.25210/jfop-2203-056063

Agayev, E.A., Ahmadov, R.A., Hasanov, A.R., Hasanov, R.A., Sadikhov, M.V., Eynullayev, V.S. Acoustooptical Method for Measuring the Parameters of Photosensitive Materials // Physical Bases of Instrumentation. 2022. Vol. 11. No. 3(45). P. 56–63. DOI: 10.25210/jfop-2203-056063

Аннотация: Обоснована актуальность исследования инерционности фоточувствительных материалов, в том числе фотоприемников. Перечислены известные методы и средства для измерения быстродействия фотоприемников. Отмечено, что в большинстве случаев эффективность измерения инерционности фотоприемников непосредственно или косвенно связана с точностью формирования светового импульса с требуемыми длительностью и мощностью. Показано, что формирование светового импульса с требуемыми параметрами можно осуществить путем прямой модуляции тока накачки лазерного излучателя или же с помощью электрооптических модуляторов Маха-Цендера. Обсуждены недостатки этих методов. Предложено устройство, которое синтезировано на основе фотоупругого эффекта и формирует световой импульс для измерения параметров фотоприемников. Получены формулы для расчета параметров светового импульса. Установлены влияния параметров формирователя на результаты измерения. Доказано, что наибольшим влиянием обладает время пересечения оптического пучка упругим волновым пакетом. Показано, что при анализе результатов измерения влияние параметров формирователя легко может быть вычислено и учтено как приборная погрешность. Адекватность результатов теоретических исследований проверена численными расчетами по полученным формулам. Установленные положения подтверждены соответствующими экспериментами на лабораторном макете формирователя световых импульсов.

Abstract: The urgency of studying the inertia of photosensitive materials, including photodetectors, has been substantiated. The well-known methods and means for measuring the speed of photodetectors are listed. It is noted that in most cases the efficiency of measuring the inertia of photodetectors is directly or indirectly related to the accuracy of the formation of a light pulse with the required duration and power. It is shown that the formation of a light pulse with the required parameters can be carried out by direct modulation of the pump current of a laser emitter or by using electro-optical Mach-Zehnder modulators. The disadvantages of these methods are discussed. A device is proposed that is synthesized on the basis of the photoelastic effect and shapers a light pulse for measuring the parameters of photodetectors. Formulas for calculating the parameters of a light pulse are obtained. The influence of the shaper parameters on the measurement results has been established. It is proved that the time of crossing the optical beam by an elastic wave packet has the greatest influence. It is shown that when analyzing the measurement results, the influence of the shaper parameters can be easily calculated and taken into account as an instrumental error. The adequacy of the results of theoretical studies was verified by numerical calculations using the obtained formulas. The established positions are confirmed by the corresponding experiments on the laboratory model of the light pulse shaper.

Ключевые слова: фотоприемник, световой импульс, фотоупругий эффект, упругий волновой пакет, приборная погрешность, оптический пучок, inertia, photodetector, light pulse, photoelastic effect, elastic wave packet, instrumental error, фотоприемник

Литература / References
  1. Киес Р. Дж., Крузе П. В., Патли Э. Г. и др. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов. Под ред. Р. Дж. Киеса: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985. 328 с.
  2. Бычков С. Б., Волков И. В., Глазов А. И., Королёв И. С., Савкин К. Б., Хатырев Н. П. Метод измерения параметров быстродействия фотоприёмников // Измерительная техника. 2020. № 8. С. 36-42. DOI: 10.32446/0368-1025it.2020-8-36-42
  3. Mengke Wang, Shangjian Zhang, Yutong He, Zhao Liu, Xuyan Zhang, Heng Wang, Yangxue Ma, Bao Sun, Yali Zhang, Zhiyao Zhang, and Yong Liu. Self-Referenced Frequency Response Measurement of High-Speed Photodetectors Through Segmental up-Conversion Based on Low-Speed Photonic Sampling // Optics Express. 2019. Vol. 27. Iss. 26. P. 38250-38258 DOI: 10.1364/OE.382798
  4. Ложников В. Е., Дирочка А. И. Модуляционный метод измерения параметров фотоприемного устройства на длину волны 10,6 мкм в гетеродинном режиме // Прикладная физика. 2016. № 3. С. 51-57.
  5. Щербаков В. В., Солодков А. Ф., Задерновский А. А. Дисперсионные искажения сигнала в аналоговых волоконно-оптических линиях связи с прямой модуляцией интенсивности // ФОТОН-ЭКСПРЕС. 2016. Т. 129. № 1. С. 34-39.
  6. Афанасьев В. М., Пономарев Р. С. Электрооптические амплитудные модуляторы Маха-Цендера на основе ниобата лития, их модификации и форматы модуляции // Прикладная фотоника. 2017. Т. 4. № 4. С. 336-359. DOI: 10.15593/2411-4367/2017.04.08
  7. Балакший В. И., Парыгин В. И., Чирков Л. Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. 280 с.
  8. Christopher C. Davis. Lasers and Electro-Optics. Cambridge University Press, 2014. 867 p.
  9. Lee, J.N., Van Der Lugt, A. Acousto-Optic Signal Processing and Computing // Proc. IEEE. 1989. Vol. 77. Iss. 10. Р. 158-192. DOI: 10.1109/5.40667
  10. Pierson, A., Philippe, C. Acousto-Optic Interaction Model with Mercury Halides (Hg2Cl2 and Hg2Br2) as AOTF Crystals // Proc. SPIE 11180, International Conference on Space Optics (ICSO). 2019. Т. 11180. P. 2196-2206. DOI: 10.1117/12.2536139
  11. Gasanov, A.R., Gasanov, R.A. Selection of Modulation Type in Acousto-Optic Delay Line with Direct Detection // Radioelectronics and Communications Systems. 2015. Vol. 58. P. 258-268. DOI: 10.3103/S0735272715060035
  12. Gasanov, A.R., Gasanov, R.A., Guseinov, A.G. et al. Phase Inverter with Split Load on Basis of Bragg Diffraction // Radioelectronics and Communications Systems. 2020. Vol. 63. P. 497-503. DOI: 10.3103/S073527272009004