Misurare il tempo di discesa di un fronte

[boiler]

Ciao a tutti

Ho bisogno di un consiglio per misurare un tempo di decadimento e so che abbiamo molti utenti esperti in tecnica di misura.
Io invece di misure di questo tipo sono abbastanza digiuno.

Ho messo in piedi questo setup:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il target contiene una sostanza fluorescente che viene eccitata dall'impulso di luce emesso dal laser.
Il passaggio dallo stato eccitato a quello di riposo avviene emettendo un fotone.
Il tempo che passa tra l'eccitazione e l'emissione non è deterministico, ma soggetto ad una distribuzione di probabilità, cosa che porta ad avere un decadimento di tipo esponenziale nell'intensità luminosa misurata (assomiglia alla curva di scarica di un elemento RC).

Il setup funziona e riusciamo ad osservare il fenomeno, ho però un dubbio su come effetturare una misura quantitativa: il setup stesso ha un tempo di risposta dato dalla banda limitata (soprattutto del fotodiodo).

Sostituendo il target con uno specchio, osserviamo un passaggio dal 90% al 10% dell'intensità in circa 10 us.
Dalla letteratura scientifica sappiamo che il tempo di discesa che ci aspettiamo dalla sostanza fluorescente è dalle parti dei 30-40 us.

Ora, se io dovessi misurare 10 us con lo specchio e 50 us con il target, il tempo di rilassamento del target sarebbe
a) 50 - 10 = 40 us?
b) 50 us perché è piú lento del sistema di misura e quindi questo non introduce ulteriori ritardi?
c) qualcosa di completamente diverso perché sto prendendo un granchio?

Io tendo a pensare che sia b, ma vorrei una conferma o smentita dagli esperti

Grazie in anticipo e saluti
Boiler

[DarwinNE]

Nella tua configurazione, mi pare di ricordare che bisogna considerare il la differenza dei quadrati dei tempi di risposta. Adesso sono di fretta, ma se riesco provo a vedere se trovo della letteratura.
Con le misure di fluorescenza, certe volte ho visto usare misure di sfasamento con un amplificatore lock-in.

[boiler]

Sì, il lock-in è la misura classica, ma la si può usare quando il fluoroforo è conosciuto e caratterizzato.
In effetti abbiamo uno Stanford Research SR830 che fa una bellissima musichetta quando viene acceso

Ci sono però sostanze che hanno due tempi di rilassamento diversi che avvengono casualmente con una certa probabilità.
In questi casi, misurando direttamente il tempo di vita dello stadio eccitato si riescono ad estrarre piú informazioni.

Se quando hai piú tempo trovi qualche riferimento mi fai un grande piacere!

Grazie, Boiler

[IsidoroKZ]

Se il ritardo con lo specchio e` solo dato dalla banda, allora, con alcune ipotesi sottostanti, si deve prendere la radice quadrata della differenza dei quadrati dei tempi. Se invece c'e` ritardo di trasporto, allora bisogna sottrarre il ritardo di trasporto.

La differenza la si vede dalla risposta con lo specchio: se la risposta inizia subito e sale adagio, allora e` banda. Se invece per un po' non capita nulla poi il segnale comincia a salire, c'e` ritardo di trasporto.

Peccato che DirtyDeeds non si faccia piu` vedere da un po'! Vedi anche il mio MP.

[boiler]

Il ritardo è dato dalla banda: il fotodiodo amplificato ha diversi gain impostabili.
All'aumentare del gain aumenta anche il tempo di salita e discesa del fronte.

Quindi, se ho ben capito, la relazione da usare è questa:

dove i pedici stanno per fluorescenza, misura e specchio.

Corretto?
Hai un riferimento dove posso approfondire la teoria?

Grazie e ciao,
Boiler

[DarwinNE]

Sì, io farei esattamente come ha suggerito IsidoroKZ.

La relazione con i quadrati della somma dei tempi di risposta l'ho imparata facendo misure all'oscilloscopio. Jim Williams ne parla nella AN122 appendice A, per esempio. In una ricerca rapida, non ho ancora trovato risultati specifici legati alla misura di fluorescenza...

[boiler]

Grazie!

[IsidoroKZ]

Stavo cercando un po' di letteratura, ma i risultati non sono molto buoni.
Questo è un articolo pubblicato su EDN. L'autore, Johnson, è di quelli bravi, quasi di sicuro nei suoi libri ne parla (*).

Un altro posto dove ho trovato qualcosa è nel libro di Lee, Design of Radio-Frequency Integrated Circuits, capitolo 8.

Purtroppo all'estero in università spesso non ci sono dei corsi specifici di misure elettroniche, quelli in Italia non hanno dei libri di testo con ampia diffusione!

(*) Trovato! In High Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic, appendice B, dove però non c'è la dimostrazione della formula fondamentale. Provo a domandare a un amico misurista in Francia.

Dalla Svizzera parte una domanda su un forum italiano, arrivano due risposte da Francia e USA, con ulteriore consulenza dalla Francia :).

[boiler]

Grazie mille! Il libro di Johnson ce l'ho
Non disturbare troppe persone, non sono sicuro che riuscirei a capire la dimostrazione.

Lunedì mi leggo il tutto. Adesso sono impegnato a fare da Cicerone a gente... dall'Austria

Boiler