Modulo di conteggio di singoli fotoni per lo spettro del vicino infrarosso

La collaborazione commerciale tra HTDS e Excelitas Technologies introduce un dispositivo di rilevamento autonomo progettato per la strumentazione scientifica e industriale. Questo sistema si basa su un fotodiodo a valanga in silicio che opera in modalità Geiger per garantire il conteggio di flussi luminosi estremamente bassi all'interno dello spettro infrarosso.

Ottimizzazione della banda spettrale ed efficienza di rilevamento dei fotoni
I rilevatori convenzionali in silicio subiscono una significativa perdita di sensibilità oltre i 1000 nm. L'architettura del modulo di conteggio di singoli fotoni SPCM-1064 corregge questa limitazione concentrandosi sulla banda spettrale compresa tra 905 nm e 1064 nm. Questo spettro si integra direttamente negli ecosistemi di dati ottici ad alta precisione, in particolare per la spettroscopia Raman, la fotoluminescenza risolta nel tempo e la distribuzione di chiavi quantistiche.

Il dispositivo raggiunge un'efficienza di rilevamento dei fotoni tipica del 58% a 905 nm, del 57% a 830 nm e del 10% a 1064 nm. La sua area attiva di 500 µm garantisce una ricezione omogenea che semplifica l'accoppiamento ottico con fasci divergenti o fibre multimodali. Questa configurazione geometrica riduce le tolleranze di allineamento meccanico e le esigenze di calibrazione ricorrenti degli strumenti.

Specifiche temporali e gestione del segnale
Le prestazioni metrologiche si basano su un sistema elettronico di spegnimento attivo integrato che consente l'elaborazione degli eventi fotonici con le seguenti specifiche:

Il modulo è disponibile in diverse versioni selezionate in base al tasso di conteggio d'oscurità, con soglie massime fissate a 1500 cps, 1000 cps o 500 cps. L'alimentazione elettrica è fornita tramite una tensione singola di +5 V. Una funzione di temporizzazione permette di attivare il sensore durante finestre di rilevamento sincronizzate, migliorando il rapporto segnale-rumore ed eliminando il rumore di fondo al di fuori della finestra di interesse.

Contesto aggiuntivo: questa sezione descrive in dettaglio le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto
Nel mercato del rilevamento di singoli fotoni a 1064 nm, i progettisti devono affrontare un rigoroso compromesso tra efficienza di rilevamento e complessità termica. I rilevatori standard in silicio mostrano tipicamente un'efficienza inferiore all'1% a questa lunghezza d'onda. Al contrario, le tecnologie concorrenti basate sull'arseniuro di gallio e indio (InGaAs) offrono un'efficienza quantica superiore (spesso compresa tra il 20% e il 30% a 1064 nm), ma soffrono di due vincoli principali: un tasso di conteggio d'oscurità notevolmente più elevato e un'area attiva ridotta, che spesso oscilla tra 25 µm e 50 µm.

Il modulo SPCM-1064 si posiziona come soluzione intermedia. Con un'efficienza del 10% a 1064 nm, compensa il minor rendimento rispetto all'InGaAs offrendo un'area attiva dieci volte più grande (500 µm) e un tasso di rumore termico controllato senza richiedere un pesante raffreddamento criogenico, facilitando così la sua integrazione in strumenti industriali compatti.

A cura di Sucithra Mani, redattrice di Induportals – adattato dall'IA.

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