Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка методов и средств высокоточных измерений малых уровней мощности лазерного излучения

Диссертация: Разработка методов и средств высокоточных измерений малых уровней мощности лазерного излучения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В лазерной космической локации, в частности, для спутниковых лазерных дальномеров используется одноэлектронный режим, который обеспечивает получение более точной координатной информации. Использование фотоприемников в одноэлектронном режиме подразумевает его работу с предельно малыми уровнями оптического излучения, результат существенно зависит и от свойств фотоприемников в режиме счета фотонов… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Обзор методов и средств измерения малых уровней мощности
    • 1. 1. Самокалибрующиеся кремниевые фотодиоды
      • 1. 1. 1. Самокалибрующиеся фотодиоды
      • 1. 1. 2. Квантовая эффективность самокалибруемого фотодиода
    • 1. 2. Трап-детекторы
      • 1. 2. 1. Основные типы трап-детекторов
  • Отражающие трап-детекторы
  • Пропускающие (туннельные) трап-детекторы
  • Рупорные трап-детекторы
    • 1. 3. Математические модели полупроводниковых фотодиодов
      • 1. 3. 1. О возможности создания математических моделей определения квантовой эффективности фотодиодов
      • 1. 3. 2. Математическая модель полупроводниковых структур, заложенная в программу PC1D
      • 1. 3. 3. Расчеты характеристик фотодиодов на основе математической модели
    • 1. 4. Схемы электрического подключения трап-детекторов
    • 1. 5. Лавинные фотодиоды
    • 1. 6. Изменения в системе СИ
    • 1. 7. Перспективы развития методов счёта фотонов
    • 1. 8. Выводы
  • Глава 2. Способ определения внутренней квантовой эффективности фотодиода с помощью его вольт-амперных характери
    • 2. 1. Оценка принципиальной возможности определения внутренней квантовой эффективности фотодиода с помощью его вольт-амперных характеристик
      • 2. 1. 1. Основные положения модели и метод решения
      • 2. 1. 2. Результаты расчетов
    • 2. 2. Учет погрешностей измерения вольт-амперных характеристик при вычислении внутренней квантовой эффективности фотодиода
      • 2. 2. 1. Моделирование случайных погрешностей при снятии вольт-амперных характеристик
      • 2. 2. 2. Метод определения параметров фотодиода
      • 2. 2. 3. Обсуждение результатов
      • 2. 2. 4. Результаты расчетов
    • 2. 3. Выводы
  • Глава 3. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиодов с помощью экспериментальных вольт-амперных характеристик
    • 3. 1. Экспериментальные измерения вольт-амперных характеристик высокоэффективных полупроводниковых фотодиодов
      • 3. 1. 1. Описание экспериментальной установки и ее характеристик
  • Электрическая схема подключения фотодиода
  • Измерения шумов всех элементов
  • Оценка влияния температуры
  • Дополнительная термостабилизация исследуемого фотодиода
  • Исследование стабильности лазера
  • Переходные процессы при изменении напряжения на фотодиоде
    • 3. 1. 2. Экспериментальные исследования вольт-амперных характеристик одиночного фотодиода
  • Краткая характеристика проведенных исследований.. 89 Эксперименты по измерению вольт-амперных характеристик
  • Предварительный анализ полученных результатов
    • 3. 2. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиодов
    • 3. 2. 1. Постановка задачи
    • 3. 2. 2. Упрощение задачи и метод её решения
  • Влияние разных параметров на точность определения внутренней квантовой эффективности фотодиода
  • Измерение отдельных параметров фотодиода
    • 3. 2. 3. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиодов Hamamatsu S6337 и S
    • 3. 3. Выводы
  • Глава 4. Экспериментальное определение внутренней квантовой эффективности фотодиодов, входящих в состав трап-детектора
    • 4. 1. Вычисление диффузных потерь в трап-детекторе
      • 4. 1. 1. Диффузное рассеяние лазерного излучения на поверхности фотодиода
      • 4. 1. 2. Экспериментальные установки для измерения диффузного рассеяния
  • Установка для измерения полного диффузного рассеяния 109 Установка для измерения индикатрисы диффузного рассеяния
    • 4. 1. 3. Результаты измерений
    • 4. 1. 4. Вычисление мощности поглощаемого диффузно рассеянного излучения
    • 4. 1. 5. Анализ полученных результатов
    • 4. 2. Проведение сличений точностных характеристик независимо откалиброванного трап-детектора с трап-детектором, откалиброванным с помощью криогенного радиометра
    • 4. 2. 1. Особенности конструкции трап-детекторов
    • 4. 2. 2. Стабильность лазера
    • 4. 2. 3. Схема измерений
  • Сравнение методов измерений
  • Обоснование выбранного метода измерений
    • 4. 2. 4. Процесс калибровки
    • 4. 2. 5. Оценка статистики измерений
    • 4. 2. 6. Определение величины квантового дефицита
    • 4. 2. 7. Результаты измерений
    • 4. 3. Выводы
  • Глава 5. Оценка погрешности определения внутренней квантовой эффективности фотодиода по его вольт-амперным характеристикам
    • 5. 1. Анализ составляющих погрешности
      • 5. 1. 1. Оценка влияния глубины легирования р-п перехода
      • 5. 1. 2. Оценка влияния профиля легирования фотодиода
      • 5. 1. 3. Оценка влияния погрешности измерения вольт-амперной характеристики фотодиода
      • 5. 1. 4. Оценка влияния толщин слоёв фотодиода
      • 5. 1. 5. Оценка влияния неортогональной составляющей вольт-амперной характеристики
      • 5. 1. 6. Влияние минимизации количества используемых параметров
      • 5. 1. 7. Влияние диффузного рассеяния излучения от поверхности фотодиода на результат измерений
      • 5. 1. 8. Погрешность сличения
      • 5. 1. 9. Сопоставление глубины искомого минимума с величиной статистической погрешности
      • 5. 1. 10. Оценка влияния корреляции между производными от параметров В АХ на точность решения задачи
    • 5. 2. Суммарная погрешность определения внутренней квантовой эффективности фотодиода
    • 5. 3. Выводы

Разработка методов и средств высокоточных измерений малых уровней мощности лазерного излучения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы.

Стремительное развитие лазерной техники и состояние отечественной лазерной отрасли требует создания в стране специализированных центров, обеспечивающих сертификацию лазерной продукции и связанных с ней технических систем. В подавляющем большинстве промышленно развитых стран созданы центры, обеспечивающие сертификацию в широком диапазоне мощностей (энергий) излучения от десятков Вт до Ю-9 Вт. Обычно такие центры имеют в своем распоряжении калориметрический эталон для измерения лазерных потоков в диапазоне 10~3 -т- 10 Вт с точностью ~ 0,1% и криогенный радиометр, обеспечивающий измерения в диапазоне Ю-9 10~3 Вт с точностью ~ 0,005%. Во многих лабораториях вместо криогенного радиометра используют калиброванный с его помощью полупроводниковый трап-детектор, обеспечивающий точность измерений ~ 0,02%.

Таким образом, описанная выше пара измерителей получает единицу мощности лазерного излучения через промежуточный физический процесс — процесс нагревания термостата.

На своем 94-ом заседании в октябре 2005 года Международный комитет мер и весов (МКМВ) принял рекомендацию о подготовительных мерах по переопределению основных физических единиц таким образом, чтобы эти единицы были привязаны к точно известным значениям фундаментальных констант. Изменения в системе СИ призваны сделать систему независимой от вещественных эталонов, логичной и последовательной. СИ будет основана только на фундаментальных физических постоянных (ФФП).

Духу нововведений в системе СИ, связанных с переопределением основных физических единиц, в наибольшей степени отвечает процесс прямого преобразования фотон —" электрон + дырка в фотоприемниках. Фактически дело сводится к измерениям тока фотодиода и частоты лазерного излучения, что можно измерять с очень высокой точностью. Центральным вопросом здесь является определение квантовой эффективности указанного преобразования. Именно поэтому очень важно уметь калибровать фотодиоды независимо от тепловых приемников.

Такая же проблема имеет место и в области мощностей лазерного излучения < Ю-9 Вт. Здесь обычно применяют чувствительные фотодиоды, которые работают в режиме счета фотонов. Часто этот термин воспринимают в узком смысле, а именно, в смысле регистрации отдельных фотонов. В то же время регистрация тока фотодиода, т. е. потока свободных носителей, возникающих в фотодиоде под действием лазерного излучения, с учетом поправки на квантовый выход представляет собой тот же самый счет фотонов. Следует отметить, что в последнее время фотоприемники представляют большой интерес и в узком смысле счета отдельных фотонов. В частности, это связано с началом выпуска лазеров на квантовых точках, ямах и проволоках, которые могут генерировать чуть ли не единичные фотоны. В таком же режиме работают приемники отраженного лазерного излучения, используемые в лазерной локации, высокоточном оружии и т. д.

В лазерной космической локации, в частности, для спутниковых лазерных дальномеров используется одноэлектронный режим, который обеспечивает получение более точной координатной информации. Использование фотоприемников в одноэлектронном режиме подразумевает его работу с предельно малыми уровнями оптического излучения, результат существенно зависит и от свойств фотоприемников в режиме счета фотонов. В связи с этим возникает необходимость в средствах и методах измерений квантовой эффективности фотоприемников, которая представляет собой основной параметр приемника в этом режиме.

Создание высокоточных методов и средств измерений малых уровней лазерного излучения является серьезной научной проблемой для мировой и отечественной лазерной метрологии и является актуальной задачей.

Цель и основные задачи диссертации.

Необходимость решения этой проблемы определила цель настоящей работы: создание высокоточных методов и средств для измерений малых уровней мощности лазерного излучения в динамическом (Ю-9 -т- 10~3) Вт и спектральном (0,4 -Ь 1,1) мкм диапазонах с погрешностью не более 0,1%, отвечающих процессу преобразования: фотон —>• электрон + дырка.

Цель работы определила основные научно-технические задачи, решение которых позволило бы ее реализовать. К этим задачам относятся:

• анализ различных методов и средств измерений, предназначенных для измерений малых уровней мощности лазерного излучения и счета фотонов, оценка их точностных характеристик;

• разработка метода определения внутренней квантовой эффективности фотодиода с помощью его вольт-амперных характеристик;

• экспериментальное измерение вольт-амперных характеристик отдельных фотодиодов и определение по ним их внутренней квантовой эффективности;

• анализ потерь излучения в трап-детекторе на его стенках и оценка влияния диффузно рассеянного лазерного излучения на точность определения его внутренней квантовой эффективности;

• проведение экспериментальных исследований, подтверждающих точность определения внутренней квантовой эффективности с помощью предложенного метода;

• исследование факторов влияющих на точность определения внутренней квантовой эффективности фотодиода: погрешности определения вольтамперных характеристик, профиля легирования, толщин р—п—п+слоев фотодиода.

Научная новизна работы.

В работе впервые:

• предложено определять внутреннюю квантовую эффективность фотодиодов путем сравнения их экспериментально измеренных вольт-амперных характеристик с аналогичными зависимостями, рассчитаными с помощью теоретической одномерной модели фотодиода;

• с помощью модельных расчетов доказана однозначность определения параметров фотодиода по его вольтамперным характеристикам;

• по измеренным вольт-амперным характеристикам отдельных фотодиодов в соответствии с предложенной теоретической моделью определены их внутренние квантовые эффективности;

• для конкретной конструкции трап-детектора предложена и программно реализована математическая модель расчета диффузных потерь падающего на него лазерного излучения;

• проведено сличение трап-детекторов, подтвердившее, что погрешность определения предложенным методом внутренней квантовой эффективности фотодиода Натап^эи 86 337, составляющая 0,1%.

Практическая ценность и использование результатов работы.

Предложенные в работе математическая модель определения внутренней квантовой эффективности и схема построения трап-детектора могут быть применены в широком спектре приложений, предъявляющих высокие требования к точности измерений низкого уровня мощности лазерного излучения вплоть до счета фотонов.

Измерительный преобразователь на основе использования разработанного трап-детектора был применен при проведении передачи размера единицы мощности (квантовой эффективности) от ГПЭ СМ счетчикам фотонов.

Положения выносимые на защиту.

1. Для кремниевого р+п фотодиода по его вольт-амперным характеристикам, построенным с помощью одномерной математической модели, решение обратной задачи позволяет определить основные параметры фотодиода и, в частности, его квантовую эффективность.

2. Использование исследуемого фотодиода в качестве датчика температуры для стабилизации его теплового режима и специальный выбор реперной точки на шкале температур позволяет измерить его вольт-амперную характеристику со средним квадратическим отклонением, не превышающим 0,03%.

3. Предложенная модель расчета потерь попадающего в трап-детектор излучения: учет количества актов диффузного рассеяния излучения и числа его отражений, позволяет рассчитать потери излучения с погрешностью не хуже 0,007%.

4. Проведённый метрологический анализ предложенного метода определения внутренней квантовой эффективности фотодиода с помощью его вольт-амперных характеристик позволяет утверждать, что погрешность определения этого параметра не превышает 0,1%.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Ковалев А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиода при помощи его вольт-амперных характеристик // 1-я научная конференция, посвященная 100-летию Б. М. Степанова / ВНИИОФИ. 2010.

2. Mikryukov A., Kovalev A., Liberman A., Moskaluk S. Determination of internal quantum efficiency of a photodetector through its voltage-current characteristics // SPIE OPTO / International Society for Optics and Photonics. 2011. P. 79331S-79331S.

3. Ковалев А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Вычисление внутренней квантовой эффективности фотодиода по его экспериментально измеренным вольт-амперным характеристикам // Девятая Всероссийская научно-техническая конференция «Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации». Пос. По-ведники Московской обл.: 2012.

Публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, из них 5 статей в рецензируемых журналах [1−5], 2 статьи в сборниках трудов конференций [6, 7] и 1 заявка на выдачу патента [8].

Вклад автора.

Основные результаты работы получены автором лично и в соавторстве при его непосредственном участии. Лично автором: разработан способ термостабилизации фотодиода в котором в качестве датчика температуры используется сам исследуемый фотодиодсоздана модель и проведён расчёт диффузных потерь рассеянного в трап-детекторе излучения при его поглощениипроведены эксперименты и обработаны результатыпроведён метрологический анализ метода определения внутренней квантовой эффективности фотодиода.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 179 страниц печатного текста, в том числе 48 рисунков и 7 таблиц, а также 18 страниц списка литературы и 2 страницы приложения.

Основные результаты диссертационной работы кратко можно сформулировать следующим образом:

• выполнен анализ различных методов и средств измерений, предназначенных для измерений малых уровней мощности лазерного излучения и счета фотонов;

• разработан метод решения обратной задачи определения внутренней квантовой эффективности фотодиода с помощью его вольт-амперных характеристик с использованием одномерной математической модели фотодиодаисследовано влияние различных параметров модели фотодиода, таких как профиль легирования, толщины слоев и т. д., на точность определения его внутренней квантовой эффективностиэкспериментально установлено, что включение самого фотодиода в качестве датчика температуры в систему термостабилизации и выбор соответствующей реперной точки позволяет значительно улучшить точность измерения его вольт-амперных характеристикпоказано, что предложенный метод определения квантовой эффективности фотодиода по его вольт-амперным характеристикам для 2-х слой-ных и 3-х слойных фотодиодов работает даже при отклонениях теоретических кривых от экспериментальных с СКО ~ 1%. изготовлен и экспериментально исследован 6-и элементный трап-детектор на фотодиодах Натап^эи 86 337, позволяющий измерять мощности лазерного излучения в диапазоне 4 • Ю-9 -г- 6 • 103 Вт. измерены индикатрисы диффузного рассеяния лазерного излучения с, А = 632,8 нм от рабочих поверхностей фотодиодов Натап^эи Б6337 при различных углах падения излучения, показано, что они не зависят от поляризации падающего излученияпостроена приближенная модель распространения диффузного излучения в исследуемом трап-детекторе, учитывающая реальную форму индикатрис рассеяния и геометрию трап-детекторапроведен расчет потерь в трап-детекторе в результате поглощения части диффузно рассеянного лазерного излучения на его стенкахпроанализировано влияние количества актов диффузного рассеяния излучения и числа его отражений на точность расчета диффузных потерь в трап-детекторе;

• проведено сличение исследуемого трап-детектора с трап-детектором НН-03−1337, откалиброванным с помощью криогенного радиометра в РТВсравнение полученных результатов с результатами расчетов по В АХ показало, что точность определения внутренней квантовой эффективности фотодиода Натап^эи 86 337 с помощью его ВАХ составляет 0,1%.

Таким образом, в настоящей работе была решена важная научно-техническая задача по созданию высокоточных измерительных преобразователей малых уровней мощности лазерного излучения, используемых в современных высоких технологиях, актуальная в связи с переопределением единицы системы СИ — Ватт на основе фундаментальных физических постоянных.

Заключение

.

Настоящая диссертационная работа посвящена решению ряда задач, связанных с разработкой методов и средств высокоточных измерений малых уровней лазерного излучения. Решение этих задач актуально в связи с изменениями в системе СИ, в результате которых система будет основана только на фундаментальных физических постоянных. Существующие в настоящее время эталонные приемники излучения работают по схеме: излучение —> —> тепло —электричество. Промежуточную стадию преобразования энергии излучения в тепловую энергию желательно исключить из процесса измерений, т. е. сразу измерять электрические величины. Существуют высокоточные методы измерения электрических величин и сами они выражаются через фундаментальные физические постоянные.

Одним из главных претендентов на реализацию рассмотренной схемы измерений являются высокоэффективные полупроводниковые фотодиоды. В настоящей диссертационной работе показано, что для ряда фотодиодов с высокой квантовой эффективностью возможно определение внутренней квантовой эффективности с помощью их вольт-амперных характеристик. Использование этих фотодиодов в составе трап-детекторов позволяет создавать средства измерения, аттестуемые независимо от существующих тепловых эталонов мощности лазерного излучения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Mikryukov A., Kovalev A., Liberman A., Moskaluk S. Determination of internal quantum efficiency of a photodetector through its voltage-current characteristics // SP1. OPTO / International Society for Optics and Photonics. 2011. P. 79331S-79331S.
  2. А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Измерение вольт-амперных характеристик термостабилизированных кремни-выих фотодиодов // Измерительная техника. 2012. № 12. С. 22−25.
  3. А. С. Обзор методов и средств измерений мощности лазерного излучения малых уровней // Метрология. 2013. № 1. С. 24−38.
  4. Kovalev A., Liberman A., Mikryukov A., Moskalyuk S. Determination of the internal quantum efficiency of a photodiode by means of its current-voltage characteristic // Measurement Techniques. 2011. Vol. 54, no. 2. P. 157−161.
  5. Kovalev A., Liberman A., Mikryukov A., Moskalyuk S. Calculation of the radiation power absorbed by a photodiode from its experimental current-voltage characteristics // Measurement Techniques. 2012. Vol. 55, no. 1. P. 57−62.
  6. В. С., Золотаревский Ю. М., Котюк А. Ф., и др. Основы оптической радиометрии. М.: Физматлит, 2003. С. 544.
  7. Eppeldauer G. P. A reference tristimulus colorimeter // PROCEED-INGS-SPIE THE INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING / International Society for Optical Engineering- 1999. 2002. P. 749−752.
  8. Eppeldauer G. P., Racz M. Design and characterization of a photometer-colorimeter standard // Applied optics. 2004. Vol. 43, no. 13. P. 2621−2631.
  9. Fox N., Martin J. Comparison of two cryogenic radiometers by determining the absolute spectral responsivity of silicon photodiodes with an uncertainty of 0.02% // Applied optics. 1990. Vol. 29, no. 31. P. 4686−4693.
  10. Lehman J., Eppeldauer G., Aust J. A., Racz M. Domain-engineered pyro-electric radiometer // Applied optics. 1999. Vol. 38, no. 34. P. 7047−7055.
  11. Schrama C. A., Bosma R., Gibb K. et al. Comparison of monochroma-tor-based and laser-based cryogenic radiometry // Metrologia. 1998. Vol. 35. P. 431−435.
  12. Eppeldauer G. P., Martin R. J. Photocurrent measurement of PC and PV HgCdTe detectors // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2001. Vol. 106, no. 3. P. 577−587.
  13. Lee D.-H., Park S., Park C.-W. et al. Realization of the spectral responsivity scale in KRISS // Simposio de Metrologia 2006. 2006. — Octubre.
  14. Fox N. Radiometry with cryogenic radiometers and semiconductor photodiodes // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 535.
  15. Бонч-Бруевич В. JI., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977.
  16. Schaefer A., Geist J. Spatial uniformity of quantum efficiency of a silicon photovoltaic detector // Applied optics. 1979. Vol. 18, no. 12. P. 1933−1936.
  17. Booker R., Geist J. Photodiode quantum efficiency enhancement at 365 nm: optical and electrical // Applied Optics. 1982. Vol. 21, no. 22. P. 3987−3989.
  18. Zalewski E. F., Geist J. Silicon photodiode absolute spectral response self-calibration // Appl. Opt. 1980. Vol. 19, no. 8. P. 1214.
  19. Geist J., Zalewski E. F., Schaefer A. R. Spectral response self-calibration and interpolation of silicon photodiodes // Appl. Opt. 1980. Vol. 19, no. 22. P. 3795−3799.
  20. Key P. J., Fox N. P., Rastello M. L. Oxide-Bias Measurements In the Silicon Photodiode Self-Calibration Technique // Metrologia. 1985. Vol. 21. P. 81.
  21. Eppeldauer G., Migdall A., Cromer C. A cryogenic silicon resistance bolometer for use as an infrared transfer standard detector // ASME-PUBLICA-TIONS-HTD. 1994. Vol. 277. P. 63−63.
  22. Fox N. P. Trap Detectors and their Properties // Metrologia. 1991. Vol. 28. P. 197−202.
  23. Gardner J. A four-element transmission trap detector // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 469.
  24. Kubarsepp T., Karha P., Ikonen E. Characterization of a polarization-independent transmission trap detector // Applied optics. 1997. Vol. 36, no. 13. P. 2807−2812.
  25. P. A., Clugson D. A. 2003. URL: http://sourceforge.net/ projects/pcld/.29. URL: http://synopsys.com.
  26. Wilkinson F., Farmer A., Geist J. The near ultraviolet quantum yield of silicon // Journal of applied physics. 1983. Vol. 54, no. 2. P. 1172−1174.
  27. Verdebout J. Semiquantitative model for the oxide bias experiment and its application to the study of p+ nn+ photodiode degradation // Applied optics. 1984. Vol. 23, no. 23. P. 4339−4344.
  28. Gran J., Kubarsepp T., Sildoja M. et al. Simulations of a predictable quantum efficient detector with PC1D // Metrologia. 2012. Vol. 49. P. 130−134.
  29. Mountford J., Porrovechio G., Smid M., Smid R. Development of a switched integrator amplifier for high-accuracy optical measurements // Applied Optics. 2008. Vol. 47. P. 5821.
  30. Porrovecchio G., Cheung J. Y., Chunnilall C. J. et al. A transfer standard for the low power / few photon regime the trap detector plus switched integrator amplifier // 5th Single Photon Workshop. Germany: PTB, 2011. P. 110.
  31. Eppeldauer G. P. Noise-optimized silicon radiometers // JOURNAL OF RESEARCH-NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY. 2000. Vol. 105, no. 2. P. 209−220.
  32. Migdall A. Correlated-Photon Metrology Without Absolute Standards // Physics Today. 1999. P. 41−46.
  33. А. В., Гергель В. А., Зеленый А. П. и др. Исследование динамики развития локального микропробоя в кремниевых лавинных фотодиодных структурах // Радиотехника и электроника. 2009. Т. 54, № 3. С. 371−376.
  34. Садыгов 3., Вурбаев Т., Курбатов В. Лавинный фотодиод со свойствами структуры металл-диэлектрик-полупроводник // ФТП. 2001. Т. 35, № 1. С. 115.
  35. О. К., Гулаков И. Р., О. 3. А. Амплитудные характеристики одноквантовых фотоприемников с большой фоточувствительной поверхностью // Доклады БГУИР. 2007. Т. 3, № 19. С. 57−61.
  36. Rastello М. L. Metrology towards quantum-based photon standarts // 5th Single Photon Workshop. Germany: PTB, 2011. P. 109.
  37. Mills I. M., Mohr P. J., Quinn T. J. et al. Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM Recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. 2006. Vol. 43. P. 227−246.
  38. Ikonen E., Haapalinna A., Sildoja M., Manoocheri F. Photon-to-electron converter with 1 ppm quantum deficiency // Proc. Northern Optics 2009 Conf.(Vilnius, Lithuania, 2009). 2009. P. 114.
  39. Sildoja M., Manoocheri F., Ikonen E. Reflectance calculations for a predictable quantum efficient detector // Metrologia. 2009. Vol. 46, no. 4. P. S151.
  40. Geist J., Brida G., Rastello M. Prospects for improving the accuracy of silicon photodiode self-calibration with custom cryogenic photodiodes // Metrologia. 2003. Vol. 40, no. 1. P. S132.
  41. Werner L., Fischer J. Fast calibration of photodiodes in the near-infrared, visible and ultraviolet using a Fourier-transform spectrometer // Metrologia. 2003. Vol. 35, no. 4. P. 403.
  42. Eppeldauer G. P. Electronic characteristics of Ge and InGaAs radiometers // AeroSense'97 / International Society for Optics and Photonics. 1997. P. 833−838.
  43. Hughes III C. Silicon photodiode absolute spectral response self-calibration using a filtered tungsten source // Applied Optics. 1982. Vol. 21, no. 12. P. 2129−2132.
  44. Eppeldauer G., Novak L. Linear HgCdTe radiometer // Proc. SPIE. Vol. 1110. 1989. P. 267−273.
  45. Alig R., Bloom S., Struck C. Scattering by ionization and phonon emission in semiconductors // Physical Review B. 1980. Vol. 22, no. 12. P. 5565.
  46. Goushcha A. O., Metzler R. A., Hicks C. et al. Determination of the carrier collection efficiency function of Si photodiode using spectral sensitivity measurements // Proc. SPIE. Vol. 5353. 2004. P. 12−19.
  47. Eppeldauer G., Brown S., Larason T. et al. Realization of a spectral radiance responsivity scale with a laser-based source and Si radiance meters // Metrologia. 2003. Vol. 37, no. 5. P. 531.
  48. Brown S. W., Eppeldauer G. P., Lykke K. R. NIST facility for spectral irradiance and radiance responsivity calibrations with uniform sources // Metrologia. 2003. Vol. 37, no. 5. P. 579.
  49. Hansen T. Silicon UV-photodiodes using natural inversion layers // Physica Scripta. 2007. Vol. 18, no. 6. P. 471.
  50. Geist J., Liang E., Schaefer A. Complete collection of minority carriers from the inversion layer in induced junction diodes // Journal of Applied Physics. 1981. Vol. 52, no. 7. P. 4879−4881.
  51. Cuevas A., Basore P., Giroult-Matlakowski G., Dubois C. Surface recombination velocity of highly doped n-type silicon // Journal of Applied Physics. 1996. Vol. 80, no. 6. P. 3370−3375.
  52. Zalewski E., Duda C. Silicon photodiode device with 100% external quantum efficiency // Applied Optics. 1983. Vol. 22, no. 18. P. 2867−2873.
  53. Schaefer A., Zalewski E., Geist J. Silicon detector nonlinearity and related effects // Applied Optics. 1983. Vol. 22, no. 8. P. 1232−1236.
  54. Budde W. Multidecade linearity measurements on Si photodiodes // Applied optics. 1979. Vol. 18, no. 10. P. 1555−1558.
  55. Budde W. Large-flux-ratio linearity measurements on Si photodiodes // Applied optics. 1982. Vol. 21, no. 20. P. 3699−3701.
  56. Wolf E., Born M. Principles of optics. Pergamon press, 1965.
  57. Philipp H. Influence of oxide layers on the determination of the optical properties of silicon // Journal of Applied Physics. 1972. Vol. 43, no. 6. P. 2835−2839.
  58. Malitson I. Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica // JOSA. 1965. Vol. 55, no. 10. P. 1205−1208.
  59. Durak M., Hasan Asian M. Optical characterization of the silicon photodiodes for the establishment of national radiometric standards // Optics & Laser Technology. 2004. Vol. 36, no. 3. P. 223−227.
  60. Zalewski E., Geist J., Willson R. Cavity radiometer reflectance // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. Vol. 196. 1979. P. 158.
  61. Martin J., Fox N., Key P. A cryogenic radiometer for absolute radiometric measurements // Metrologia. 2005. Vol. 21, no. 3. P. 147.
  62. Friedrich R., Fischer J., Stock M. Accurate calibration of filter radiometers against a cryogenic radiometer using a trap detector // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 509.
  63. Kohler R., Goebel R., Pello R. Results of an international comparison of spectral responsivity of silicon photodetectors // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 463.
  64. Geist J., Chandler-Horowitz D., Robinson A. M., James C. R. Numerical Modeling of Silicon Photodiodes for High-Accuracy Applications Part I. Simulation programs // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1991. Vol. 96, no. 4. R 463.
  65. Gardner J., Wilkinson F. Response time and linearity of inversion layer silicon photodiodes // Applied optics. 1985. Vol. 24, no. 10. P. 1531−1534.
  66. Gentile T., Houston J., Cromer C. Realization of a scale of absolute spectral response using the National Institute of Standards and Technology high-accuracy cryogenic radiometer // Applied Optics. 1996. Vol. 35, no. 22. P. 4392−4403.
  67. Zalewski E., Hoyt C. Comparison between cryogenic radiometry and the predicted quantum efficiency of pn silicon photodiode light traps // Metrologia. 2005. Vol. 28, no. 3. P. 203.
  68. Kohler R., Goebel R., Pello R., Bonhoure J. Effects of humidity and cleaning on the sensitivity of Si photodiodes // Metrologia. 2005. Vol. 28, no. 3. P. 211.
  69. Eppeldauer G. Chopped radiation measurements with large area Si photodiodes // JOURNAL OF RESEARCH-NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY. 1998. Vol. 103. P. 153−162.
  70. Romero J., Fox N., Frohlich C. First comparison of the solar and an SI radiometric scale // Metrologia. 2005. Vol. 28, no. 3. P. 125.
  71. Eppeldauer G., Hardis J. Fourteen-decade photocurrent measurements with large-area silicon photodiodes at room temperature // Applied Optics. 1991. Vol. 30, no. 22. P. 3091−3099.
  72. Eppeldauer G. Temperature monitored/controlled silicon photodiodes for standardization // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. Vol. 1479. 1991. P. 71−77.
  73. Hartmann J., Fischer J., Johannsen U., Werner L. Analytical model for the temperature dependence of the spectral responsivity of silicon // JOSA B. 2001. Vol. 18, no. 7. P. 942−947.
  74. Weakliem H., Redfield D. Temperature dependence of the optical properties of silicon // Journal of Applied Physics. 1979. Vol. 50, no. 3. P. 1491−1493.
  75. Eppeldauer G., Lynch D. Opto-mechanical and electronic design of a tunnel-trap Si radiometer: Tech. rep.: DTIC Document, 2000.
  76. Hicks C., Kalatsky M., Metzler R., Goushcha A. Quantum efficiency of silicon photodiodes in the near-infrared spectral range // Applied optics. 2003. Vol. 42, no. 22. P. 4415−4422.
  77. Kittidachachan P., Markvart T., Bagnall D. et al. A detailed study of p-n junction solar cells by means of collection efficiency // Solar energy materials and solar cells. 2007. Vol. 91, no. 2. P. 160−166.
  78. Haapalinna A., Karha P., Ikonen E. Spectral reflectance of silicon photodiodes // Applied optics. 1998. Vol. 37, no. 4. P. 729−732.
  79. Geist J., Gladden W., Zalewski E. Physics of photon-flux measurements with silicon photodiodes // JOSA. 1982. Vol. 72, no. 8. P. 1068−1075.
  80. Geist J., Wang C. New calculations of the quantum yield of silicon in the near ultraviolet // Physical Review B. 1983. Vol. 27, no. 8. P. 4841.
  81. Geist J., Sehaefer A., Song J.-F. et al. An accurate value for the absorption coefficient of silicon at 633 nm //J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1990. Vol. 95, no. 5. R 549.
  82. Geist J., Gardner J., Wilkinson F. Surface-field-induced feature in the quantum yield of silicon near 3.5 eV // Physical Review B. 1990. Vol. 42, no. 2. P. 1262.
  83. Geist J. Quantum efficiency of the p-n junction in silicon as an absolute radiometric standard // Applied optics. 1979. Vol. 18, no. 6. P. 760−2.
  84. Geist J., Farmer A., Martin P. et al. Elimination of interface recombination in oxide passivated silicon p+n photodiodes by storage of negative charge on the oxide surface // Applied Optics. 1982. Vol. 21, no. 6. P. 1130−1135.
  85. Goebel R., Yilmaz S., Pello R. Polarization dependence of trap detectors // Metrologia. 2003. Vol. 33, no. 3. P. 207.
  86. Geist J., Migdall A., Baltes H. Analytic representation of the silicon absorption coefficient in the indirect transition region // Appl. Opt.?(United States). 1988. Vol. 27, no. 18.
  87. Houston J., Cromer C., Hardis J., Larason T. Comparison of the NIST high accuracy cryogenic radiometer and the NIST scale of detector spectral response // Metrologia. 2005. Vol. 30, no. 4. P. 285.
  88. Gardner J. Transmission trap detectors // Applied optics. 1994. Vol. 33, no. 25. P. 5914−5918.
  89. Johnson B., Cromer C., Saunders R. et al. A method of realizing spectral irradiance based on an absolute cryogenic radiometer // Metrologia. 2005. Vol. 30, no. 4. P. 309.
  90. Carter A., Woods S., Carr S. et al. Absolute cryogenic radiometer and solid-state trap detectors for IR power scales down to 1 pW with 0.1% uncertainty // Metrologia. 2009. Vol. 46, no. 4. R S146.
  91. Goebel R., Kohler R., Pello R. Some effects of low-power ultraviolet radiation on silicon photodiodes // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 515.
  92. Kubarsepp T., Karha P., Ikonen E. Interpolation of the spectral responsivity of silicon photodetectors in the near ultraviolet // Applied Optics. 2000. Vol. 39, no. 1. P. 9−15.
  93. Bittar A. Extension of a silicon-based detector spectral-responsivity scale into the ultraviolet // Metrologia. 2003. Vol. 32, no. 6. P. 497.
  94. Hovel H. J., Willardson R. K., Beers A. C. Solar Cells, in Semiconductors and Semimetals. New York: Eds. Academic, 1975.
  95. Geist J., Baltes H. High accuracy modeling of photodiode quantum efficiency // Applied optics. 1989. Vol. 28, no. 18. P. 3929−3939.
  96. Geist J., Kohler K., Goebel R. et al. Numerical Modeling of Silicon Photodiodes for High-Accuracy Applications Part II Interpreting Oxide-Bias Experiments // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1991. Vol. 96, no. 4. P. 471−479.
  97. Geist J., Chandler-Horowitz D., Kohler R. et al. Numerical modelling of short-wavelength internal quantum efficiency // Metrologia. 2005. Vol. 28, no. 3. R 193.
  98. Stock K. Si-photodiode spectral nonlinearity in the infrared // Applied optics. 1986. Vol. 25, no. 6. R 830−832.
  99. Tang Y., Zhou C., Wang W. Influence of Intrinsic Lifetime on Silicon Solar Cell Efficiencies // Proceedings of ISES World Congress 2007 (Vol. I-Vol. V) / Springer. 2009. P. 1180−1184.
  100. Durant N., Fox N. A physical basis for the extrapolation of silicon photodiode quantum efficiency into the ultraviolet // Metrologia. 2005. Vol. 30, no. 4. P. 345.
  101. И. В., Гергель В. А., Гонтарь В. М. и др. Дискретная модель развития и релаксации локального микропробоя в кремниевых лавинных фотодиодах в режиме Гейгера // ФТП. 2007. Т. 41. С. 741.
  102. А. А., Горьков Д. П., Дзялошинский И. Е. Методы квантовой теории поля в статистической физике. Москва: Физматгиз, 1962.
  103. В. А. Отображение моды Гейгера лавинных p-i-n-фотодиодов элементарными функциями // Письма в «Журнал технической физики». 2009. Т. 35, № 16. С. 10−18.
  104. А. В., Гергель В. А. Динамика локального микропробоя в гейгеровском режиме работы лавинных фотодиодов // ФТП. 2009. Т. 43, № 7. С. 966−970.
  105. В. А., Селюнин Д. О., Зарубин И. А., Г. Г. Р. Измерение квантовой эффективности многоэлементных фотодетекторов в спектральном диапазоне 180−800 нм // Автометрия. 2008. Т. 44, № 1. С. 27−38.
  106. С., Кузнецов Ю., Филатов Л. и др. Кремниевый фотоэлектронный умножитель новые возможности // Электроника НТВ. 2007. № 8. С. 80−86.
  107. И. Р., Козлов В. Л., Зеневич А. О. Влияние температуры на одноквантовые характеристики лавинных фотоприемников // Доклады БГУИР. 2004. Т. 4. С. 21−25.
  108. А. В., Гергель В. А. Эффективность генерации однофотон-ных токовых импульсов в гейгеровском режиме работы кремниевых лавинных фотодиодов // ФТП. 2009. Т. 43, № 9. С. 1244.
  109. Ю. В., Ахрамеев Е. В., Афанасьев А. Ю. и др. Высокочувствительные микропиксельные лавинные фотодиоды для сцинтилляци-онных счетчиков нейтринного эксперимента Т2К // Приборы и техника эксперимента. 2008. № 1. С. 111−118.
  110. И. Р., Козлов В. Л., Зеневич А. О., В. Н. Е. Температурные характеристики кремниевых фотоприемников в режиме одноквантовой -регистрации // Доклады БГУИР. 2003. Т. 1, № 2. С. 29−33.
  111. . Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973.
  112. Migdall A., Calkins В., Cromer С. Single-Photon Tools, Techniques, and Prospects for Metrology // 5th Single Photon Workshop. Germany: PTB, 2011. P. 108.
  113. Saito Т. Optical properties of semiconductor photodiodes/solar cells // Metrologia. 2012. Vol. 49, no. 2. P. S118.
  114. Mazur R., Dickey D. A spreading resistance technique for resistivity measurements on silicon // Journal of The Electrochemical Society. 1966. Vol. 113, no. 3. P. 255−259.
  115. X., Руге И. Ионная имплантация. Москва: Наука, 1983. С. 359.
  116. В., Каретникова И., My рель А. и др. Простой метод восстановления тонкой структуры легирования полупроводников из C-V-измере-ний в электрохимической ячейке // ФТП. 1997. Т. 31, № 8. С. 926−930.
  117. Osvald J. New aspects of the temperature dependence of the current in inhomogeneous Schottky diodes // Semiconductor science and technology. 2003. Vol. 18, no. 4. P. L24.
  118. Chand S. An accurate approach for analysing an inhomogeneous Schottky diode with a Gaussian distribution of barrier heights // Semiconductor science and technology. 2002. Vol. 17, no. 7. P. L36.
  119. Chand S. On the intersecting behaviour of current-voltage characteristics of inhomogeneous Schottky diodes at low temperatures // Semiconductor science and technology. 2003. Vol. 19, no. 1. P. 82.
  120. Chand S., Bala S. Analysis of current-voltage characteristics of inhomogeneous Schottky diodes at low temperatures // Applied surface science. 2005. Vol. 252, no. 2. P. 358−363.
  121. Schmunk W., Peters S., Rodenberger M. R. Relative detection efficiency calibration of single photon avalanche photo detectors using non-classical light // 5th Single Photon Workshop. Germany: PTB, 2011. P. 111.
  122. Hofer H., Lopez M., Kuck S. Fiber-based power measurement for the optical telecommunication in a wide spectral range // NEWRAD. Korea, Daejeon: KRISS, 2008. P. 105−106.
  123. BIPM. The International System of Units 7th edn and Supplement 2000: Addenda and Corrigenda to the 7th edition. Sevres, France, 1998. URL: http://www.bipm.org/.
  124. Cheung J., Chunnilall C., Woolliams E. et al. The quantum candela: a re-definition of the standard units for optical radiation // Journal of Modern Optics. 2007. Vol. 54, no. 2−3. P. 373−396.
  125. Zwinkels J., Ikonen E., Fox N. et al. Photometry, radiometry and 'the candela': evolution in the classical and quantum world // Metrologia. 2010. Vol. 47, no. 5. P. R15-R32.
  126. Klein R., Thornagel R., Ulm G. From single photons to milliwatt radiant power—electron storage rings as radiation sources with a high dynamic range // Metrologia. 2010. Vol. 47, no. 5. P. R33.
  127. H. Численные методы. Москва: Наука, 1978.
  128. Russell S., Norvig P., Canny J. et al. Artificial intelligence: a modern approach. Prentice hall Englewood Cliffs, NJ, 1995. Vol. 2.
  129. Levenberg К. A Method for the Solution of Certain Non-Linear Problems in Least Squares // The Quarterly of Applied Mathematics. 1944. Vol. 2. P. 164−168.
  130. А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Определение внутренней квантовой эффективности фотодиода при помощи его вольт-амперных характеристик // Измерительная техника. 2011. № 2. С. 33−36.
  131. Marquardt D. W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters // Journal of the Society for Industrial & Applied Mathematics. 1963. Vol. 11, no. 2. P. 431−441.
  132. Gao W. Precision nanometrology: sensors and measuring systems for nanomanufacturing. Springer, 2010.
  133. В. И., Грехов А. М., Корбутяк Д. В., Литовченко В. Г. Оптические свойства полупроводников. Справочник. М.: Наукова думка, 1987.
  134. King М. Process Control: A Practical Approach. Wiley, 2011.
  135. А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Вычисление поглощенной фотодиодом мощности излучения по его экспериментальным вольт-амперным характеристикам // Измерительная техника. 2012. № 1. С. 40−43.
  136. Ю. С. Промышленная электроника. М.: «Высшая школа», 1982.
  137. Hamamatsu S1337 datasheet. URL: http://jp.hamamatsu.com/ resources/products/ssd/pdf/sl337serieskspdl032e06.pdf.
  138. А. С., Тимофеев Е. П. Использование трап-детекторов для высокоточных измерений // «Свшютехшка». 2010. № 1. С. 20−23.
  139. М. М. Фотометрия (теория, методы и приборы). Л.: Энерго-атомиздат, 1983.
  140. У. Поляризованный свет. Москва: Мир, 1965.
  141. Л. В., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. Москва: Наука, 1982.
  142. J. М., Livigni D. J. Comparison of Two Cryogenic Radiometers at NIST // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2001. Vol. 106. R 641−647.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!