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Uri 파워 센서
0.5–12 THz 평탄< 1 nW/√Hz광대역 초전형실리콘 윈도
부품 · 0.5–12 THz 평탄, < 1 nW/√Hz

Uri 파워 센서

광대역 THz 파워미터, 0.5–12 THz 평탄

1 nW/√Hz 이하를 분해하는 광대역 초전형 파워미터입니다. 검은색 광대역 흡수층을 갖춘 탄탈산리튬 소자를 실리콘 윈도 뒤에 배치하여, 광자 에너지와 무관하게 흡수된 전력에 반응합니다. 따라서 0.5 ~ 12 THz의 평탄 대역 전체를 하나의 교정 계수로 다룰 수 있습니다. 아날로그 출력은 SMA 또는 BNC이며 오실로스코프나 록인 증폭기에 연결합니다. 디지털 ADC 출력은 요청 시 제공됩니다.

평탄 대역0.5 – 12 THz
응답도85 kV/W at 10 Hz
감도< 1 nW/√Hz
소자LiTaO₃, 2 × 2 또는 8 × 8 mm
응용 노트
  • 서로 다른 두 주파수가 관여합니다 — 초핑 주파수(통상 사용 시 10~15 Hz)와 측정 대상 빛의 주파수(0.1~20 THz)입니다. 이 페이지의 모든 스펙트럼 값은 15 Hz 고정 기준입니다.
  • 0.5–12 THz 평탄 구간 안에서는 하나의 교정 계수가 유효하며, 그 안에 들어가는 광대역 광원에는 스펙트럼 보정이 필요하지 않습니다.
  • 저주파 한계는 검출기가 아니라 집광 광학계가 정합니다 — 더 조이면 회복됩니다.
  • 18 THz의 딥은 실리콘 윈도에서 비롯되며 집광으로는 없앨 수 없습니다.
  • 아날로그 출력: SMA / BNC, 오실로스코프 또는 록인 증폭기로 연결합니다.
  • 디지털 출력: ADC는 요청 시 제공됩니다.
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열형 검출기, 1 와트는 1 와트입니다 — 소자는 어떤 광자가 에너지를 전달했는지가 아니라 그것이 흡수되었는지만을 봅니다. 응답이 이렇게 넓은 구간에서 평탄한 이유가 여기에 있으며, 곡선의 형태는 소자에 도달하는 양과 그중 흡수되는 비율만으로 정해질 뿐 감지 재료의 성질로 정해지지 않습니다.

주파수는 하나가 아니라 둘입니다 — 이 둘을 혼동하는 것이 초전형 사양을 잘못 읽는 가장 흔한 경우입니다. 초핑 주파수는 열 신호를 얼마나 빠르게 변조하는지를 정하며, 아래 상대 응답 표의 가로축이고 85 kV/W(10 Hz)가 66 kV/W(15 Hz)가 되는 이유입니다. 복사 주파수는 측정하는 빛의 색이며 스펙트럼 표의 가로축입니다. 둘은 서로 무관합니다.

평탄 구간 활용 — 대략 0.5에서 12 THz 사이에서 응답은 수 퍼센트 이내로 일정합니다. 하나의 값으로 전 구간을 다룰 수 있고, 이 점이 광대역 광원에 이 헤드가 편리한 이유입니다. 그 바깥에는 성질이 다른 두 가지 보정이 있습니다. 저주파 쪽 감소는 더 조여 집광하면 회복되지만 18 THz의 윈도 딥은 그렇지 않습니다.

집광 조건을 반드시 밝혀야 합니다 — Uri2 소자는 5.0 mm 개구 뒤의 2.0 mm 크기이며, 0.1 THz에서 파장은 3.0 mm로 소자 자체보다 큽니다. 집광 조건을 밝히지 않은 저주파 차단값은 의미가 없습니다. 같은 헤드라도 f/1 광학계에서는 0.15 THz까지, f/4에서는 0.6 THz까지입니다. 8 mm 소자를 쓰는 Uri8은 이 한계를 훨씬 낮춥니다.

협대역 광원과 윈도 — 평행 평면 윈도는 패브리–페로 에탈론입니다. 광대역 광원은 여러 프린지에 걸쳐 평균되어 비간섭 투과율 0.539를 봅니다. 간섭성 협대역 광원은 88 GHz 프린지 간격을 지나가는 동안 0.29에서 1.00 사이 어디에나 놓일 수 있습니다. 협대역 측정에서 윈도 투과율은 하나의 값이 아닙니다.

  • ▸ 윈도를 포함한 스펙트럼 감도 값은 표준 실리콘 윈도 뒤의 2 × 2 mm 소자에 대해 15 Hz 초핑으로 계산한 것입니다. 85 kV/W라는 대표값은 윈도 없이 10 Hz에서 500 K 흑체에 대한 값입니다.
  • ▸ 기하학적 결합은 빔과 소자 사이 경계면의 성질이지 검출기의 성질이 아닙니다. 아래 표의 차단 주파수는 2 mm 소자에 대한 회절 한계 집광을 전제로 합니다.
  • ▸ 윈도는 무코팅 고저항 실리콘, 공칭 0.5 mm로 모델링했습니다. 대신 반사 방지 코팅이나 적외 대역통과 필터를 쓰면 모든 절대값이 달라집니다.
사양
감도< 1 nW/sq(Hz)
아날로그 출력SMA / BNC
디지털 출력요청 시 ADC 제공
사양
센서 개구Uri2: 2 mm × 2 mm · Uri8: 8 mm × 8 mm
스펙트럼 감도0.1 ~ 350 THz (소자) · 0.1 ~ 20 THz (윈도 포함)
평탄 대역0.5 ~ 12 THz, 수 % 이내
감지 소자리튬 탄탈레이트 + 흑색 흡수체
윈도고저항 실리콘, 플로트존
입사 개구직경 5.0 mm (Uri2)
응답도85 kV/W, 10 Hz, 윈도 없음 · 35.6 kV/W, 15 Hz, 윈도 포함
NEP (10 Hz)< 1 nW/√Hz
열 시상수150 ms
공급 전압배터리 2개
동작 온도−20 to 80 °C
출력SMA
변조선택형 셔터
감지 소자 및 판독 회로
검출기 종류초전형, 전류 모드
초전 재료탄탈산리튬 (LiTaO₃)
유효 면적2.0 × 2.0 mm (Uri2) · 8.0 × 8.0 mm (Uri8)
흡수층검은색 광대역 코팅
입사 개구직경 5.0 mm (Uri2)
귀환 저항100 GΩ
귀환 커패시터0.2 pF
열 시상수150 ms (1.06 Hz)
전기적 시정수20 ms (7.96 Hz)
초핑 주파수에 따른 응답
1 Hz65 %79.743.0
2.9 Hz (최대)100 %122.365.9
3 Hz93 %114.261.6
7 Hz82 %100.053.9
10 Hz70 %85.045.8
15 Hz54 %65.935.5
20 Hz43 %53.128.6
50 Hz19 %23.412.6
100 Hz9 %11.56.2

상대 응답은 자체 최대값으로 규격화했으며, 최대값은 열적 극점과 전기적 극점 사이의 2.9 Hz에 있습니다. 1 Hz 아래에서는 선형으로 증가하고 8 Hz 위에서는 1/f로 감소합니다. 윈도 포함 값에는 실리콘 윈도가 반영되어 있습니다.

테라헤르츠 대역 전체의 응답
0.1 THz3.00 mm0.5390.1635.65.7
0.2 THz1.50 mm0.5390.5035.617.9
0.3 THz1.00 mm0.5390.7935.628.2
0.5 THz0.60 mm0.5390.9935.635.1
1.0 THz0.30 mm0.5391.0035.635.6
2.0 THz0.15 mm0.5391.0035.635.6
5.0 THz0.060 mm0.5391.0035.635.6
10 THz0.030 mm0.5391.0035.635.6
15 THz0.020 mm0.4761.0031.431.4
18 THz0.017 mm0.3491.0023.023.0
20 THz0.015 mm0.4171.0027.527.5

15 Hz 초핑, 실리콘 윈도를 통과한 값입니다. 고유 열은 소자와 윈도를 포함하며, f/2 열은 회절 한계 초점에서 2 mm 소자로의 결합까지 포함합니다.

집광 광학계에 따른 저주파 한계
f/10.15 THz
f/20.3 THz
f/40.6 THz

Uri2의 2 mm 소자에 대해 초점을 회절 한계 가우시안으로 본 값입니다. 이는 사용하시는 광학계의 성질이지 헤드의 성질이 아닙니다.

실리콘 윈도
재료고저항 실리콘, 플로트존
굴절률n = 3.42
두께0.5 mm 공칭
투과율, 광대역, 10 THz 이하0.539 (R = 0.300)
에탈론 프린지 간격≈ 88 GHz
프린지 하나에 걸친 투과율0.29 to 1.00
다중 포논 밴드≈ 610 cm⁻¹ (18.3 THz), α ≈ 8 cm⁻¹
밴드 중심에서의 투과율≈ 0.36
모델 및 가격
14041Uri2200
14042Uri8650
14043Uri2 OEM100
14047SMA-BNC 변환기20
14051변조 셔터문의
17011Avery DAQ (ADC + 소프트웨어)250
17032Avery DAQ (ADC + 소프트웨어) OEM130

문서 및 그림
Uri 파워 센서
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15 Hz 초핑에서 복사 주파수에 대한 감도입니다. 빨간색은 소자와 윈도만, 파란색은 같은 헤드를 f/2 광학계 뒤에 둔 경우이며 음영 영역은 f/1에서 f/4까지를 나타냅니다. 저주파 쪽 감소는 광학계에서, 18 THz의 딥은 실리콘 윈도에서 옵니다.
15 Hz 초핑에서 복사 주파수에 대한 감도입니다. 빨간색은 소자와 윈도만, 파란색은 같은 헤드를 f/2 광학계 뒤에 둔 경우이며 음영 영역은 f/1에서 f/4까지를 나타냅니다. 저주파 쪽 감소는 광학계에서, 18 THz의 딥은 실리콘 윈도에서 옵니다.

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