Accesorios del monocromador.

El monocromador necesita de una serie de accesorios para poder llevar a cabo su función correctamente. Requiere una fuente de luz, un detector y una cámara de pruebas, aparte del ya mencionado sistema de adquisición de datos.

La fuente de luz tiene que ser capaz de facilitar el rango de longitudes de onda idóneo, es decir, el ancho del espectro de luz, desde el ultravioleta, pasando por el visible y hasta el infrarrojo dependiendo de las necesidades requeridas.

El detector puede ser bien el proporcionado por ARC con el monocromador o bien uno diferente si el usuario así lo cree conveniente para el desarrollo de su aplicación. En el caso de este proyecto serán útiles ambos detectores para el estudio que se llevará a cabo como se verá más adelante.

La casa ARC ofrece una amplia variedad de detectores para el uso con sus

monocromadores, permitiendo un eficiente trabajo desde la región ultravioleta hasta la infraroja. Entre ellos se encuentran por ejemplo tres tubos fotomultiplicadores, dos detectores de silicio, y otros cuantos de InGaAs, PbS, InSb,...

PFC Modelización, simulación y caracterización de fotodiodos p-n y p-i-n

4. Medida de la respuesta espectral del fotodiodo IPL10050CW 98

Los que interesan en este caso son los de silicio. ARC proporciona dos de este tipo con áreas activas de un diámetro de 10 mm:

- el SI-440 es de uso general para el rango de longitudes de onda comprendido

entre 400 y 1100 nm, además tiene un coste reducido;

- el SI-440-UV es el igual que el anterior pero mejorado para la zona

ultravioleta, con lo que su rango de trabajo se ve ampliado para longitudes de onda que pueden ir desde los 200 a los 1100 nm.

Ambos detectores se presentan alojados dentro de una cámara cerrada dotada con un conector de señal BNC y unas pestañas que les permiten ser montados en las aberturas (slits) para recibir la luz de salida del monocromador.

Figura 4.6. Detector de silicio acoplado al monocromador.

Las curvas características de las respuestas de estos dos detectores de ARC son las siguientes:

Figura 4.7. Respuestas de los detectores de silicio de ARC.

Aparte de los detectores mencionados de ARC se pueden utilizar otros diferentes, tal y como se hará por ejemplo en este proyecto.

4. Medida de la respuesta espectral del fotodiodo IPL10050CW 99

Para ello es necesario el uso de una cámara de pruebas que también la proporciona la misma casa y que se acopla al monocromador. En ella se puede colocar el dispositivo deseado, por ejemplo un fotodetector, y tomar las medidas pertinentes sobre el mismo.

Figura 4.8. Cámara de pruebas modelo SC-447 acoplada a un monocromador SpectraPro-150.

La cámara mostrada en la figura anterior es el modelo SC-447 Universal Sample

Chamber. Puede ser configurada para la medida de diferentes efectos, como por

ejemplo transmitancia, reflexión, absorción o fluorescencia, con una plataforma giratoria que permite un posicionamiento de 0º o 45º dependiendo del tipo de medida requerida. Acepta celdas estándar cuadradas de 1cm o muestras sólidas de hasta 50x50x10 mm. Posee cuatro puertos para conexión con los monocromadores ARC, fuentes de luz, detectores y otros accesorios, permitiendo de esta manera la realización de un amplio rango de medidas.

Figura 4.9. Fuente de luz, monocromador, cámara de pruebas y detector.

Para llevar a cabo la adquisición de los datos procesados con el conjunto de elementos explicados hasta ahora, monocromador más accesorios, hace falta un sistema que sea compatible y eficaz. La casa ARC también proporciona este sistema de adquisición de datos mediante una tarjeta modelo SC-1 SpectraCard, representado en la figura anterior como Readout System (sistema de lectura de salida).

En el Anexo A se adjuntan las hojas de especificaciones técnicas del monocromador y todos sus accesorios.

PFC Modelización, simulación y caracterización de fotodiodos p-n y p-i-n

4. Medida de la respuesta espectral del fotodiodo IPL10050CW 100

La tarjeta de adquisición de datos mencionada requiere para su funcionamiento de un ordenador PC, un monocromador con sus accesorios correspondientes y un detector. Es una tarjeta de expansión de 16 bits con un coste bajo e incluye un software específico para la adquisición de datos con una interface gráfica que lo hace muy fácil de usar. Es capaz de procesar datos hasta por encima de los 1000 puntos por segundo. Almacena los datos en formato ASCII estándar para una fácil exportación a otros programas de manipulación de datos.

Esta tarjeta de adquisición de datos puede operar en modos diferentes, siendo capaz de realizar las siguientes funciones:

- Exploraciones rápidas: recogida de datos a la máxima velocidad o a la velocidad seleccionada por el usuario.

- Exploraciones con alta resolución: recogida de datos punto a punto con la máxima precisión.

- Intensidad respecto a longitud de onda: medida de la intensidad de corriente proporcionada por un dispositivo fuente para una región de longitudes de onda definida; esta medida se puede realizar en los modos de exploración rápida y de alta resolución.

- Intensidad respecto a tiempo: visualización de la intensidad para una única longitud de onda y en un periodo de tiempo preseleccionado, desde un segundo a diez minutos, y con un máximo de 5000 puntos de muestreo. - etc...

Figura 4.10. Tarjeta de expansión SpectraCard e interface con el usuario.