Photodetector Amplifier and Measurement Setup Design
Nurminen, Antti (2021)
Nurminen, Antti
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202101141243
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202101141243
Tiivistelmä
Insinöörityö tehtiin Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:lle. Työn tarkoituksena oli mittausalustan suunnittelu uudentyyppiselle nanoteknologiaan perustuvalle valoanturille. Valoantureita käytetään laajasti esimerkiksi kuvantamiseen, liiketunnistukseen ja lääketieteen sovelluksiin. Uusien komponenttien tutkimus ja tuotekehitys vaatii mittauksia, joiden avulla voidaan karakterisoida kyseinen komponentti.
Anturin tutkimista varten suunniteltiin, toteutettiin, ja verifioitiin vahvistimet ja mittausalusta.
Anturille suunniteltiin kaksi piirilevyä PADS-ohjelmistolla: pääkortti, joka vahvistaa anturin signaalin, ja tytärkortti, johon anturi on asennettu. Ne kiinnitettiin mittausalustaan kuuluvan TMc300-monokromaattorin ulostuloon, joka antaa kalibroidun valokaistan anturille. Tällä järjestelyllä voidaan mitata valoanturia eri käyttöjännitteillä ja eri valaistuksissa. Mittaukset automatisoitiin ja tulokset kerättiin LabVIEW-ohjelmalla.
Uusi valoanturi ei ollut vielä valmistunut, joten vahvistimien toimivuus verifioitiin virtalähteen avulla. Mittausalusta kokonaisuudessaan verifioitiin käyttäen olemassa olevia fototransistoreita vertailukohteena. Tulokset osoittivat mittausalustan olevan käyttökelpoinen valoanturien karaterisointiin, ja vahvistimilla pystytään mittaamaan pieniä virtoja hyvällä tarkkuudella.
Anturin tutkimista varten suunniteltiin, toteutettiin, ja verifioitiin vahvistimet ja mittausalusta.
Anturille suunniteltiin kaksi piirilevyä PADS-ohjelmistolla: pääkortti, joka vahvistaa anturin signaalin, ja tytärkortti, johon anturi on asennettu. Ne kiinnitettiin mittausalustaan kuuluvan TMc300-monokromaattorin ulostuloon, joka antaa kalibroidun valokaistan anturille. Tällä järjestelyllä voidaan mitata valoanturia eri käyttöjännitteillä ja eri valaistuksissa. Mittaukset automatisoitiin ja tulokset kerättiin LabVIEW-ohjelmalla.
Uusi valoanturi ei ollut vielä valmistunut, joten vahvistimien toimivuus verifioitiin virtalähteen avulla. Mittausalusta kokonaisuudessaan verifioitiin käyttäen olemassa olevia fototransistoreita vertailukohteena. Tulokset osoittivat mittausalustan olevan käyttökelpoinen valoanturien karaterisointiin, ja vahvistimilla pystytään mittaamaan pieniä virtoja hyvällä tarkkuudella.