フォトダイオードの電圧が「跳ね返る」のはなぜですか？

以下に示すように、BPW-21フォトダイオードをセットアップしました。

フォトダイオードは、発振レーザービームによって作動します。レーザービームがフォトダイオードに当たると、ポイントAでクリーンな+ 5Vから0Vへの移行が得られ、レーザーがフォトダイオードから移動すると0Vから+ 5Vへの移行が期待されます。しかし、実際にオシロスコープで取得するのは、予想される電圧に落ち着くまでに数百マイクロ秒続く0Vから+ 5Vの複数の遷移です。トレースの例を以下に示します。

私の質問：ポイントAの電圧が「跳ねる」のはなぜですか？期待値に落ち着く前に、電圧が+ 5Vから+ 5Vの間で跳ね返るようにフォトダイオードで何が起こっているのでしょうか？何か案は

アビシェーク

半導体レーザー効果は、キャリア密度と光子密度の2つの結合偏微分方程式、レート方程式によって記述されます。

これらの方程式の解は、ダイオードがオンのときに緩和振動を引き起こす非線形電流強度関係をもたらします。

ここまたは次の画像を参照してください：（ 画像ソース：このドキュメントの45ページ）

そして、あなたが見るのは、まさに信号の立ち上がりエッジ近くのこの振動です。

それは動きかもしれません。おそらくレーザー源にありますが、フォトダイオードの端にもある可能性があり、どこかのファンでさえ感度を引き起こす可能性があります。

ただし、アパーチャがない場合やアパーチャが間違っている場合、レーザーがセンサーの金属シュラウドを横切るか、配置内で反射するため、センサーへの迷走レーザーパスを取得することもできます。

他の種類の光学窓がある場合、レーザーはそれらの内部でも跳ね返ることができます。

検出器回路の感度が高すぎると悲しみも生じます。最良の結果を得るには、完全に露出された状態で、スワンプされていないときに、検出器回路が80-90％のスウィングのどこかにあるようにします。これにより、適切なヒステリシスを使用するのに十分な信号範囲を提供しながら、さまざまなデバイスや電力条件で動作するための十分な許容範囲が得られます。

一般的なコメント：

多くの人は、レーザーは素晴らしいと思うので、位置検出にピンポイントレーザーを使用する必要があると考えています。真実は、何かを離れた場所に1mm未満の精度で配置したい場合を除き、レーザーを使用すると、円柱状の光源が少ない場合よりも悲しみが大きくなる可能性があります。

レーザーでは、両端を揃えることが重要です。シンプルな光源と適切に取り付けられたレシーバーを使用すれば、レシーバーを正確に配置するだけで済みます。

レーザーは跳ね返る傾向があります。レーザーが実際に測定対象の物体に跳ね返り、それでもセンサーに到達する場合があります。さらに悪いことに、センサー内で実際に跳ね返ることができます。

レーザーと受信機が数メートル離れている場合、熱の問題が発生する可能性があります。それらが取り付けられているものの熱膨張によるそれらの間の相対的な動きは、レーザーがターゲットを完全に見落とす可能性があります。実際、両端を機械的に結合しておくことは一般的に問題です。

多くの場合、私は実際にレーザーの焦点をぼかすのが賢明であることがわかったので、それは受信機の端に四分の一サイズのスポットとして到着します。検出器の開口部は、目の前の作業には十分正確でしたが、アライメントと振動の問題はなくなりました。

機械的な動きがあります。それにはおそらく振動があります。

フォトダイオードの出力----示したもの----は、レーザーが非常に強いため、レールツーレールです。レーザーとPDの間にフィルターを配置し、到達エネルギーのより良いビューを取得します。

私は、レーザービームがPDの面積よりも小さいのではないかと疑っています。これが当てはまる場合、ビームが領域を横切ると、ビームの一部が伝導し、その後伝導しないため、ダイオードがオンになるのに十分なPDがアクティブになるまで見かけの「バウンス」が発生します。途中で、ビームがPDのすべての領域から離れるまで効果が繰り返されます。これは、PDを横切って移動するのではなく、ビームを安定して保持し、パスを中断するために何かを使用することで確認できます。