Sensor de potencia Uri
medidor de potencia THz de banda ancha, plano 0.5–12 THz
Un medidor de potencia piroeléctrico de banda ancha que resuelve por debajo de 1 nW/√Hz. Un elemento de tantalato de litio con un absorbedor negro de banda ancha detrás de una ventana de silicio responde a los vatios absorbidos sin importar la energía de los fotones, de modo que un único factor de calibración cubre toda la banda plana de 0.5 a 12 THz. La salida analógica es SMA o BNC, para un osciloscopio o un amplificador lock-in. Se puede suministrar una salida digital ADC bajo pedido.
- Intervienen dos frecuencias distintas — la de chopeo (10–15 Hz en uso normal) y la de la luz que se mide (0.1–20 THz). Todos los valores espectrales aquí se dan a 15 Hz fijos.
- Dentro de la meseta de 0.5–12 THz vale un único factor de calibración; no hace falta corrección espectral para una fuente de banda ancha que quepa entera dentro de ella.
- El límite de baja frecuencia lo fija su óptica de enfoque, no el detector — un enfoque más cerrado lo recupera.
- El hundimiento a 18 THz pertenece a la ventana de silicio y no se elimina enfocando.
- Salida analógica: SMA / BNC, a un osciloscopio o a un amplificador lock-in.
- Salida digital: ADC disponible bajo pedido.
Plazo de entrega bajo petición
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Un detector térmico, un vatio sigue siendo un vatio — Al elemento no le importa qué fotón aportó la energía, solo que fue absorbida. Por eso la respuesta es plana en un intervalo tan amplio, y por eso la forma de la curva la fija únicamente lo que llega al elemento y la fracción que se absorbe, y no una propiedad del material sensor.
Dos frecuencias, no una — Confundirlas es el error de lectura más común ante una especificación piroeléctrica. La frecuencia de chopeo fija la rapidez con que se modula la señal térmica; es el eje de la tabla de respuesta relativa de abajo, y la razón de que 85 kV/W a 10 Hz pasen a 66 kV/W a 15 Hz. La frecuencia de la radiación es el color de la luz medida, y es el eje de la tabla espectral. Ambas no guardan relación.
Usar la meseta — Entre unos 0.5 y 12 THz la respuesta es constante dentro de un pequeño porcentaje. Un solo número cubre todo el intervalo, y eso es lo que hace cómodo el cabezal para fuentes de banda ancha. Fuera de ahí hay dos correcciones que se comportan de distinto modo: la caída a bajas frecuencias se recupera enfocando más cerrado, el hundimiento de la ventana a 18 THz no.
La geometría de enfoque debe indicarse — El elemento Uri2 mide 2.0 mm detrás de una apertura de 5.0 mm, y a 0.1 THz la longitud de onda es de 3.0 mm, mayor que el propio elemento. Una frecuencia de corte inferior citada sin la geometría de enfoque no significa nada: el mismo cabezal alcanza 0.15 THz con óptica f/1 y solo 0.6 THz con f/4. El Uri8, con elemento de 8 mm, baja mucho más ese límite.
Fuentes de banda estrecha y la ventana — Una ventana de caras paralelas es un etalón de Fabry-Pérot. Una fuente de banda ancha promedia sobre muchas franjas y ve la transmisión incoherente de 0.539; una fuente coherente de banda estrecha puede situarse en cualquier punto entre 0.29 y 1.00 al recorrer la separación de franjas de 88 GHz. Para trabajo en banda estrecha la transmisión de la ventana no es un número único.
- ▸ Los valores de sensibilidad espectral con ventana están calculados para el elemento de 2 × 2 mm tras la ventana de silicio estándar, a 15 Hz de chopeo. La cifra de referencia de 85 kV/W es la de sin ventana, a 10 Hz, frente a un cuerpo negro de 500 K.
- ▸ El acoplamiento geométrico es una propiedad de la interfaz entre su haz y el elemento, no del detector. Las frecuencias de corte tabuladas abajo suponen un foco limitado por difracción sobre el elemento de 2 mm.
- ▸ La ventana se modela como silicio de alta resistividad sin tratar, de 0.5 mm nominales. Un recubrimiento antirreflejo o un paso banda infrarrojo en su lugar cambia todos los valores absolutos.
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| Sensibilidad | < 1 nW/sq(Hz) |
|---|---|
| Salida analógica | SMA / BNC |
| Salida digital | ADC bajo petición |
| Apertura del sensor | Uri2: 2 mm × 2 mm · Uri8: 8 mm × 8 mm |
| Sensibilidad espectral | 0.1 a 350 THz (elemento) · 0.1 a 20 THz con ventana |
| Banda plana | 0.5 a 12 THz, dentro de un pequeño % |
| Elemento sensible | Tantalato de litio + absorbente negro |
| Ventana | Silicio de alta resistividad, zona flotante |
| Apertura de entrada | 5.0 mm de diámetro (Uri2) |
| Responsividad | 85 kV/W a 10 Hz, sin ventana · 35.6 kV/W a 15 Hz, con ventana |
| NEP (10 Hz) | < 1 nW/√Hz |
| Constante de tiempo térmica | 150 ms |
| Tensión de alimentación | Dos pilas |
| Temperatura de funcionamiento | −20 to 80 °C |
| Salida | SMA |
| Modulación | Obturador opcional |
| Tipo de detector | Piroeléctrico, modo corriente |
| Material piroeléctrico | Tantalato de litio (LiTaO₃) |
| Área activa | 2.0 × 2.0 mm (Uri2) · 8.0 × 8.0 mm (Uri8) |
| Capa absorbente | Recubrimiento negro de banda ancha |
| Apertura de entrada | 5.0 mm de diámetro (Uri2) |
| Resistencia de realimentación | 100 GΩ |
| Condensador de realimentación | 0.2 pF |
| Constante de tiempo térmica | 150 ms (1.06 Hz) |
| Constante de tiempo eléctrica | 20 ms (7.96 Hz) |
| 1 Hz | 65 % | 79.7 | 43.0 |
| 2.9 Hz (máximo) | 100 % | 122.3 | 65.9 |
| 3 Hz | 93 % | 114.2 | 61.6 |
| 7 Hz | 82 % | 100.0 | 53.9 |
| 10 Hz | 70 % | 85.0 | 45.8 |
| 15 Hz | 54 % | 65.9 | 35.5 |
| 20 Hz | 43 % | 53.1 | 28.6 |
| 50 Hz | 19 % | 23.4 | 12.6 |
| 100 Hz | 9 % | 11.5 | 6.2 |
La respuesta relativa está normalizada a su propio máximo, que cae en 2.9 Hz entre el polo térmico y el eléctrico. Por debajo de 1 Hz crece linealmente; por encima de 8 Hz decae como 1/f. Los valores con ventana incluyen la ventana de silicio.
| 0.1 THz | 3.00 mm | 0.539 | 0.16 | 35.6 | 5.7 |
| 0.2 THz | 1.50 mm | 0.539 | 0.50 | 35.6 | 17.9 |
| 0.3 THz | 1.00 mm | 0.539 | 0.79 | 35.6 | 28.2 |
| 0.5 THz | 0.60 mm | 0.539 | 0.99 | 35.6 | 35.1 |
| 1.0 THz | 0.30 mm | 0.539 | 1.00 | 35.6 | 35.6 |
| 2.0 THz | 0.15 mm | 0.539 | 1.00 | 35.6 | 35.6 |
| 5.0 THz | 0.060 mm | 0.539 | 1.00 | 35.6 | 35.6 |
| 10 THz | 0.030 mm | 0.539 | 1.00 | 35.6 | 35.6 |
| 15 THz | 0.020 mm | 0.476 | 1.00 | 31.4 | 31.4 |
| 18 THz | 0.017 mm | 0.349 | 1.00 | 23.0 | 23.0 |
| 20 THz | 0.015 mm | 0.417 | 1.00 | 27.5 | 27.5 |
A 15 Hz de chopeo, a través de la ventana de silicio. La columna intrínseca incluye el elemento y la ventana; la columna f/2 añade además el acoplamiento de un foco limitado por difracción sobre el elemento de 2 mm.
| f/1 | 0.15 THz |
| f/2 | 0.3 THz |
| f/4 | 0.6 THz |
Para el elemento de 2 mm del Uri2, tomando el foco como una gaussiana limitada por difracción. Es una propiedad de su óptica, no del cabezal.
| Material | Silicio de alta resistividad, zona flotante |
| Índice de refracción | n = 3.42 |
| Espesor | 0.5 mm nominal |
| Transmisión, banda ancha, por debajo de 10 THz | 0.539 (R = 0.300) |
| Separación de franjas del etalón | ≈ 88 GHz |
| Transmisión a lo largo de una franja | 0.29 to 1.00 |
| Banda multifonón | ≈ 610 cm⁻¹ (18.3 THz), α ≈ 8 cm⁻¹ |
| Transmisión en el centro de la banda | ≈ 0.36 |
| 14041 | Uri2 | 200 |
| 14042 | Uri8 | 650 |
| 14043 | Uri2 OEM | 100 |
| 14047 | Convertidor de SMA a BNC | 20 |
| 14051 | Obturador de modulación | Contacto |
| 17011 | Avery DAQ (ADC + software) | 250 |
| 17032 | Avery DAQ (ADC + software) OEM | 130 |
Cámara Rigi
Filtros de terahercios
Cristales orgánicos (emisores)
