Использование кремниевых фотоумножителей в визуализаторах ближнего инфракрасного излучения

Проведена оценка возможности использования кремниевых фотоумножителей (SiФЭУ) в визуализаторе для определения мощности лазера инфракрасного излучения. Объектами исследований были выбраны кремниевые фотоумножители со структурой p⁺–p–n⁺ модели ON Semi FC 30035 производства США. Такой прибор имеет площадь фоточувствительной поверхности, достаточную для согласования ее с площадью поверхности визуализатора, на которой находится люминофор. Для проведения исследований в ГПНО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника» были созданы пленки с люминофором. В результате определена равномерность чувствительности кремниевого фотоумножителя по всей фоточувствительной поверхности фотоприемника. Показано, что использование люминофоров совместно с SiФЭУ позволяет расширить область спектральной чувствительности кремниевого фотоприемника на длины волн 1490 и 1550 нм инфракрасного излучения. Установлено, что обеспечить максимум отношения сигнал/шум удается при напряжениях питания SiФЭУ, соответствующих его напряжению пробоя, для визуализатора при подаче на него инфракрасного излучения с длинами волн 980, 1490 и 1550 нм. Показана возможность использования кремниевых фотоумножителей в визуализаторе для определения мощности инфракрасного излучения.

1. Овсянкин, В. В. Кооперативная сенсибилизация люминесценции в кристаллах, активированных редкоземельными ионами / В. В. Овсянкин, П. П. Феофилов // Письма в ЖЭТФ. – 1966. – № 4. – С. 471–473.

2. Визуализатор двухмикронного лазерного излучения на основе CAF2:HO / А. А. Ляпин, П. А. Рябочкина, А. Н. Чабушкин [и др.] // Прикладная фотоника. – 2014. – № 1. – С. 58– 65. https://doi.org/10.15593/2411-4367/2014.1.05

3. Евстропов, Т. О. Керамические визуализаторы для мощных ИК-лазеров / Т. О. Евстропов, С. С. Балабанов // Фотон-экспресс-наука. – 2023. – № 6. – С 343–344.

4. Кремниевый фотоэлектронный умножитель. Новые возможности / С. Клемин, Ю. Кузнецов, Л. Филатов [и др.] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2007. – № 8. – С. 80–86.

5. Silicon photomultiplier current and prospective applications in biological and radiological photonics / M. Staglianoa, F. D’Errico, L. Abegão, A. Chierici // EPH – International Journal of Science and Engineering. – 2018. – Vol. 4, iss. 4. – P. 7–15. https://doi.org/10.53555/eijse.v4i4.143

6. Гулаков, И. Р. Эффективная фоточувствительная поверхность кремниевых фотоумножителей / И. Р. Гулаков, А. О. Зеневич, О. В. Кочергина // Известия вузов. Приборостроение. – 2023. – Т. 66, № 11. – С. 960–967. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-11-960-967

7. Гулаков, И. Р. Пространственные характеристики кремниевых фотоумножителей / И. Р. Гулаков, А. О. Зеневич, О. В. Кочергина // Известия вузов. Электроника. – 2024. – Т. 29, № 4. – С. 466–477. https://doi.org/10.24151/1561-54052024-29-4-466-477

8. Структура и люминесцентные свойства нанопорошков Gd2(WO4)3 и Gd2(WO4)3:Tm3+,Yb3+, синтезированных методами твердофазного спекания и Печини / Е. И. Вайшля, Е. В. Афанасьева, В. Д. Андреева, И. Е. Колесников // Неорганические материалы. – 2021. – T. 57, № 8. – C. 846−851. https://doi.org/10.31857/S0002337X21080327

9. Шубин, В. В. Информационная безопасность волоконно-оптических систем связи / В. В. Шубин. – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2015. – 257 с.

10. Дмитриев, С. А. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы / С. А. Дмитриев, Н. Н. Слепов. – М.: Техносфера, 2010. – 576 с.

11. Усиление фототока лавинными фотоприемниками при микроплазменном пробое / М. А. Асаёнок, А. О. Зеневич, О. В. Кочергина, Е. В. Новиков // Успехи прикладной физики. – 2020. – Т. 8, № 2. – С. 117–122.

12. Зеневич, А. О. Исследование динамического диапазона кремниевых фотоэлектронных умножителей / А. О. Зеневич, О. В. Кочергина // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2021. – Т. 26, № 1. – С. 30–39. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2021-26-1-30-39