超高速PDモジュール、組み込み用パッケージ

概要
仕様
グラフ
動作
カスタム製造
パルスに関する計算
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DXシリーズモデルは仕様の波長範囲(上のグラフの塗りつぶし部分)用に設計されており、この範囲よりも短い波長(上のグラフの網掛け部分)の入力光にも応答しますが、性能は低くなります。詳細については「グラフ」タブ内の感度特性のグラフをご覧ください。ご不明な点は当社までお問い合わせください。

70 GHzまでの製品の設計、開発、製造に対応

特注や量産、製品組み込み用途(OEM用途)のご要望、

デモ機のお貸出しのご相談は

お気軽に当社までお問い合わせください。

特長

波長範囲: 可視、近赤外、または広帯域
30 GHzまでの帯域で滑らかな周波数応答性を発揮する超高速ディテクタ
リニア応答最大入力光パワー100 mW (20 dBm)のハイパワーモデルもご用意
DC結合出力
ハーメチックシール型GaAsまたはInGaAs PDモジュール
シングルモード(SM)またはマルチモード(MM)のピグテールファイバをご用意
- SMF-28シングルモードファイバ：DX12CF、DX20AF、DX25HA、DX25HF、DX25CF、DX30AF
- OM4(コア径Ø50 µm)マルチモードファイバ：DX12DF、DX25DF、DX30BF
SMAコネクタ対応の2.92 mmのKコネクタよりRF出力信号
OEM用途に適したコンパクトなパッケージとシステムに容易に組込み可能な設計
大量発注時の価格については当社までお問い合わせください。

DXシリーズの超高速PDモジュールは、幅広い波長範囲に対応する(右のグラフ参照)シングルモードおよびマルチモードのファイバに結合したフォトディテクタがベースとなっています。入力光パルスに対して忠実に対応した電気信号を出力し、そのインパルス応答の半値全幅(FWHM)は最小で15 psです。各ディテクタは、ファイバ結合のハーメチックシール型PDモジュールで構成されており、OEMの用途に適しています(詳細は「動作」タブ参照)。当社では、こちらのディテクタをアルミニウム製筐体に組み込んだ製品もご提供しています。筐体には容量が500 mA·hの再充電可能電池、電流モニタ回路、そしてDC光電流のデジタルディスプレイが付いています。製品の詳細についてはこちらをご覧ください。

当社のシングルモードディテクタはコア径9 µmのシングルモードファイバSMF-28を使用しており、マルチモードディテクタはコア径50 µmのマルチモードファイバOM4を使用しています。光はFCコネクタを介して、FC/PCコネクタ付きファイバから入力されます。当社のマルチモード超高速ディテクタは、マルチモードまたはシングルモードファイバーコネクタからの入力光に対応し、調査用や商用の汎用計測機器としてお使いいただけます。当社では、光ケーブルを異なる種類のコネクタに接続するための、シングルモードおよびマルチモードのコネクタ変換ケーブル(ハイブリッドパッチケーブル)をご用意しております。RF信号はSMAコネクタ対応のメス型2.92 mm RFコネクタから出力可能です。出力は適切なマイクロ波ケーブルまたはアダプタを使用して計測機器に接続することができます。

DXシリーズ超高速ディテクタの性能は個別に工場で検査され、検査結果が同梱されます。検査結果をデータファイルでご希望の場合には当社までご連絡ください。超高速フォトディテクタDX30BFのデータシートのサンプルはこちらからご覧いただけます。

アイコン等について
	下の表内にあるこのアイコンをクリックすると、各製品の仕様や性能グラフがご覧になれます。
	下の表内にある赤いアイコンをクリックすると、各製品の標準ドキュメントをダウンロードいただけます。

青いInfoアイコン( info icon )をクリックすると仕様と性能グラフがご覧いただけます。

Item #		DX12CF	DX12DF	DX20AF	DX25HA	DX25HF	DX25CF	DX25DF	DX30AF	DX30BF
Complete Specs

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超高速ディテクタDXシリーズの周波数応答の典型値
各製品のグラフについては下の青いInfoアイコン(

)をクリックしてご覧ください。

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超高速ディテクタDXシリーズの
スペクトル応答の典型値
測定値は実線で、理論値は点線で示されています。
各製品のグラフについては下の青いInfoアイコン(

)をご覧ください。

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超高速ディテクタDXシリーズのインパルス応答の典型値
各製品のグラフについては下の青いInfoアイコン(

)をご覧ください。

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超高速ディテクタdxシリーズの電気的反射減衰量の周波数特性
各製品のグラフについては下の青いInfoアイコン(

)をご覧ください。

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ピンおよびコネクタの位置を示す概略図

動作ガイド

接続のオプションについては右図をご覧ください。ユニットは慎重に開封し、静電気放電(ESD)に対する予防策を講じてください。

取付用の貫通穴を使用してユニットを取り付けます。
対応するケーブルまたはアダプタを使用して、SMAコネクタ対応の2.92 mmのRF出力部を計測機器に接続します。超高速ディテクタの高速信号を読み取るためには、計測機器には50 Ω入力と適切な帯域幅が必要になります。
バイアスピンと接地ピンとの間に4 VDCの電圧を印加します。
FC/PCコネクタを介して光入力信号をディテクタに結合させます。入力光パワーが10 dBmを超えないようにしてください。
DC光電流をモニタするには、バイアスピンと電圧計に対して並列に抵抗を設置します。抵抗での電圧降下によってモジュールのバイアス電圧が動作電圧以下にならないようにしてください。

静電気放電に弱い部品:DXシリーズ内の部品は静電気放電に敏感です。取り扱う人や機器に対し、適切な放電防止対策を講じてから電気接続を行ってください。静電気を蓄積する可能性のある同軸接続ケーブルは特に注意が必要です。

特注＆製品組み込み用途(OEM用途)について

ご用意している標準品や設定機能がご希望の用途に合致しない場合は、当社までご相談ください。特注品や製品組み込み用途(OEM用途)のご要望に対応いたします。

デモ機の貸出し

こちらの製品のデモ機をご希望の場合は、当社までご相談ください。現在国内にデモ機がない場合でも対応させていただきます。

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デジタルトランスミッタMX40B

設計、製造および試験

当社の超高速オプトエレクトロニクスのチームは、最大周波数応答70 GHzまでの様々なフォトニクス用途向けの高速コンポーネントおよび機器の設計、開発、製造を行っています。RF/マイクロ波の設計や光学素子、光ファイバ、オプトメカニクスの設計、混合信号を用いた電子機器などに関する専門知識を生かし、高速フォトニクスの分野において多岐にわたる実績を積んで参りました。20,000点以上の製品を手がける垂直統合型企業の1部門として、数多くの機器の販売およびサポートを行い、今後もさらに取扱い製品の幅を広げていく予定です。

当社の標準品および特注品のラインナップには光トランスミッタや変調器ドライバ、コントローラ、ディテクタ、光受信機、パルスレーザ、可変光減衰器、そして様々なアクセサリが含まれます。これ以外の特注品やOEM製品の設計、製造に関するご要望もお待ちしております。当社では主に以下の項目についてご対応可能です:

70 GHzまでのディテクタおよび光受信機の設計
70 GHzまでの光トランスミッタの設計
RF/マイクロ波の設計およびシミュレーション
光ファイバおよびフォトニクスサブアセンブリの設計
70 GHzまでの高速試験

マイクロアセンブリおよびワイヤーボンディング
マイクロ波モジュールのハーメティックシール
ファイバ融着接続
特注レーザ刻印
品質試験

特注品および標準品の概要

当社の標準品のラインナップには、光トランスミッタや変調器ドライバ、コントローラ、ディテクタ、パルスレーザ、ならびにアクセサリが含まれます。これ以外にも、受信機などの関連製品や標準品のカスタマイズも取り扱い可能です。以下のセクションでは、当社で対応可能な特注品および標準品(内蔵型から部品レベルまで)についての概要を記載しています。

光学装置

幅広いご要望に応えるため、当社では光学装置を部品レベルからご用意しています。トランスミッタには、波長可変レーザ、ドライバ増幅器およびバイアスコントローラ付き変調器、フル制御の光出力機能、直感的なタッチパネルが内蔵されています。波長可変レーザ、変調器ドライバ、変調器バイアスコントローラは個別にご購入いただけます。以下の機器にはフル遠隔制御機能が付いており、PCから送られるシリアルコマンドを用いて対応可能です。

70 GHzまでの光トランスミッタ
リニア(アナログ)およびデジタルトランスミッタ
70 GHzまでの電気-光(EO)変換機

変調器ドライバ
変調器用バイアスコントローラ
CおよびLバンド波長可変レーザ

内部レーザ光源、動作波長範囲、光ファイバのタイプ、増幅器のタイプなどのカスタマイズも承ります。

光コンポーネント

当社の特注品および標準品の光コンポーネント製品には、モジュール設計とハーメティックシール機能が採用されています。50 GHzまでの周波数応答を有するディテクタや、40 GHz以上で動作する光受信機の開発も行っています。また、関連する製品として、ご要望に応じてカスタマイズ可能な増幅モジュールや、可変光減衰器、マイクロ波ケーブル、ケーブル用アクセサリもご用意しています。

50 GHzまでのハーメティックシール付きディテクタ
40 GHzまでの光ファイバ用受信機
増幅モジュール

可変光減衰器
マイクロ波ケーブルおよびアクセサリ

シングルモードおよびマルチモードファイバ(該当品のみ)、時間または周波数領域での駆動用に最適化されたディテクタなどのカスタマイズも承ります。

自由空間用機器

当社の自由空間用機器には、周波数応答が1 GHz程度のディテクタやパルスレーザが含まれます。様々な幅のナノ秒パルスレーザを発生させるパルスレーザを、幅広い波長と出力パワーのモデルでご用意しております。ユーザ設定可能な繰返し周波数およびトリガ入出力信号が柔軟性を向上させ、電子ディレイライン製品によって実験中に複数のレーザを同期させることができます。当社の標準品のパルスレーザにゲインスイッチングデバイスを適用すると、100 ps領域までのパルスを発生させることもできます。

パルス幅10 ns(固定)のパルスレーザ
パルス幅および繰返し周波数を変更可能なパルスレーザ
NPLシリーズのパルスレーザを同期する電子遅延装置
増幅ディテクタ

発光波長、光出力パワー、サブナノ秒のパルス幅など、パルスレーザのカスタマイズも承ります。

パルスレーザ:パワーとエネルギーの計算

フルレポートは上をクリックしてダウンロードいただけます。

パルスレーザからの放射光が、使用するデバイスや用途に適合するかどうかを判断する上で、レーザの製造元から提供されていないパラメータを参照しなければならない場合があります。このような場合、一般には入手可能な情報から必要なパラメータを算出することが可能です。次のような場合を含めて、必要な結果を得るには、ピークパルスパワー、平均パワー、パルスエネルギ、その他の関連するパラメータを必要とすることがあります。

生物試料を損傷させないように保護する
フォトディテクタなどのセンサにダメージを与えることなくパルスレーザ光を測定する
物質内で蛍光や非線形効果を得るために励起を行う

パルスレーザ光のパラメータは下の図1および表に示します。参照用として、計算式の一覧を以下に示します。資料をダウンロードしていただくと、これらの計算式のほかに、パルスレーザ光の概要、異なるパラメータ間の関係性、および計算式の適用例がご覧いただけます。

計算式
周期と繰り返し周波数は逆数の関係:		and
平均パワーから算出するパルスエネルギ:
パルスエネルギーから算出する平均パワー:
パルスエネルギーから概算するピークパルスパワー:
平均パワーから算出するピークパワー、ピークパワーから算出する平均パワー :
	and
平均パワーおよびデューティーサイクルから算出するピークパワー*:
	*デューティーサイクル() はレーザのパルス光が放射されている時間の割合です。

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図1: パルスレーザ光の特性を記述するためのパラメータを、上のグラフと下の表に示します。パルスエネルギ (E)は、パルス曲線の下側の黄色の領域の面積に対応します。このパルスエネルギは斜線で表された領域の面積とも一致します。

パラメータ	シンボル	単位
パルスエネルギ	E	ジュール[J]	レーザの1周期中に放射される1パルスの全放射エネルギ。パルスエネルギはグラフの黄色の領域の面積に等しく、これは斜線部分の面積とも一致します。
周期	Δt	秒 [s]	1つのパルスの開始から次のパルスの開始までの時間
平均パワー	P_avg	ワット[W]	パルスとして放射されたエネルギが、1周期にわたって均一に広がっていたと仮定したときの、光パワーの大きさ(光パワー軸上の高さ)
瞬時パワー	P	ワット[W]	特定の時点における光パワー
ピークパワー	P_peak	ワット [W]	レーザから出力される最大の瞬時パワー
パルス幅		秒 [s]	パルスの開始から終了までの時間。一般的にはパルス形状の半値全幅(FWHM)を基準にしています。パルス持続時間とも呼ばれます。
繰り返し周波数	f_rep	ヘルツ [Hz]	パルス光が放射される頻度を周波数で表示した量。周期とは逆数の関係です。

計算例

下記のパルスレーザ光を測定するのに、最大入力ピークパワーが75 mW
のディテクタを使用するのは安全かどうかを計算してみます。

平均パワー: 1 mW
繰り返し周波数: 85 MHz
パルス幅: 10 fs

1パルスあたりのエネルギは、

と低いようですが、ピークパワーは、

となります。このピークパワーはディテクタの
最大入力ピークパワーよりも5桁ほど大きく、
従って、上記のパルスレーザ光を測定するのに
このディテクタを使用するのは安全ではありません。

Posted Comments:

firoz Khan (posted 2019-09-30 15:04:40.11)

Hello SIr, I am Mohammad Firoz Khan doing my research in quantum optics. We have purchased DX30BF, DX20AF Ultrafast Fiber Optic Photodetector Modules from Thorlab. We are not able to employ this detector in our experiments. You have mentioned that 4 VDC voltage between the bias and ground pins. We have applied this biasing voltage and giving optical input on fiber port. Output is collected by the SMA port using a very high speed digital oscilloscope. We are not getting any output signal from detector. We are doing as you mentioned in data sheets. Is there any components we have missed here? Please sort out my problem and make this detector applicable for my experiments.

YLohia (posted 2019-10-22 02:27:43.0)

Hello Firoz, thank you for contacting Thorlabs. We had reached out to you directly with troubleshooting steps at the time of your original post. If you have further questions regarding this issue, please feel free to reply to my email.

PDモジュール、12 GHz

Item #^a	Full Specs	Fiber Type	Bandwidth	Wavelength Range	Impulse Response	Responsivity	Conversion Gain^b	Optical Return Loss (Max)	Noise-Equivalent Power (NEP)^c	Photodiode Bias Voltage
DX12CF		SMF-28	DC - 12 GHz (at 780 nm)	700 - 870 nm	29 ps (FWHM at 780 nm)	0.60 A/W	15 V/W	-28 dB	43 pW/√Hz	4 V
DX12DF		OM4	DC - 12 GHz (at 780 nm)	700 - 870 nm	29 ps (FWHM at 780 nm)	0.55 A/W	14 V/W	-18 dB	43 pW/√Hz	4 V

すべての仕様値は、特に記載のない限り25 °C、850 nmでの典型値です。
50 Ωの外部負荷時
NEPは、内部および外部の負荷抵抗器の熱ノイズよって制限されます。

PDモジュール、20 GHz

Item #	Full Specs	Fiber Type	Bandwidth	Wavelength Range	Impulse Response	Responsivity	Conversion Gain^b	Optical Return Loss (Max)	Noise-Equivalent Power (NEP)^c	Photodiode Bias Voltage
DX20AF		SMF-28	DC - 20 GHz (at 1560 nm)	1250 - 1650 nm	18 ps (FWHM at 1560 nm)	0.9 A/W	22.5 V/W	-25 dB	28 pW/√Hz	4 V

すべての仕様値は、特に記載のない限り25 °C、1550 nmでの典型値です。
50 Ωの外部負荷時
NEPは、内部および外部の負荷抵抗器の熱ノイズよって制限されます。

PDモジュール、25 GHz

Item #	Full Specs	Fiber Type	Bandwidth	Wavelength Range	Impulse Response	Responsivity	Conversion Gain^b	Optical Return Loss (Max)	Noise-Equivalent Power (NEP)^c	Photodiode Bias Voltage
DX25CF		SMF-28	DC - 25 GHz (at 780 nm)	700 - 870 nm	19 ps (FWHM at 780 nm)	0.5 A/W	12.5 V/W	-25 dB	51 pW/√Hz	4 V
DX25DF		OM4	DC - 25 GHz (at 780 nm)	700 - 870 nm	19 ps (FWHM at 780 nm)	0.45 A/W	11.0 V/W	-18 dB	51 pW/√Hz	4 V

すべての仕様値は、特に記載のない限り25 °C、850 nmでの典型値です。
50 Ωの外部負荷時
NEPは、内部および外部の負荷抵抗器の熱ノイズよって制限されます。

ハイパワー入力PDモジュール、25 GHz

リニア応答最大入力光パワー100 mW (20 dBm)
FC/PCまたはFC/APCコネクタ付きでご用意

Item #^a	Full Specs	Fiber Type	Bandwidth	Wavelength Range	Impulse Response	Responsivity	Conversion Gain^b	Optical Return Loss (Max)	Noise-Equivalent Power (NEP)^c	Photodiode Bias Voltage
DX25HF		SMF-28	DC - 25 GHz (at 1560 nm)	980 - 1625 nm	18.5 ps (FWHM at 1560 nm)	0.45 A/W	11.5 V/W	-25 dB	55 pW/√Hz	9.5 V
DX25HA		SMF-28	DC - 25 GHz (at 1560 nm)	980 - 1625 nm	18.5 ps (FWHM at 1560 nm)	0.45 A/W	11.5 V/W	-25 dB	55 pW/√Hz	9.5 V

すべての仕様値は、特に記載のない限り25 °C、1550 nmでの典型値です。
50 Ωの外部負荷時
NEPは、内部および外部の負荷抵抗器の熱ノイズによって制限されます。

PDモジュール、30 GHz

Item #	Full Specs	Fiber Type	Bandwidth	Wavelength Range	Impulse Response	Responsivity	Conversion Gain^b	Optical Return Loss (Max)	Noise-Equivalent Power (NEP)^c	Photodiode Bias Voltage
DX30AF		SMF-28	DC - 30 GHz (at 1560 nm)	700 - 870 nm	15 ps (FWHM at 1560 nm)	0.5 A/W (at 850 nm) 0.75 A/W (at 1550 nm)	12.5 V/W (at 850 nm) 20 V/W (at 1550 nm)	-18 dB (at 850/1550 nm)	32 pW/√Hz	4 V
DX30BF		OM4	DC - 30 GHz (at 1560 nm)	700 - 870 nm	15 ps (FWHM at 1560 nm)	0.45 A/W (at 850 nm) 0.7 A/W (at 1310 nm)	11.3 V/W (at 850 nm) 17.5 V/W (at 1310 nm)	-8 dB (at 850/1310 nm)	32 pW/√Hz	4 V

すべての仕様値は、特に記載のない限り25 °C、1310 nmでの典型値です。
50 Ωの外部負荷時
NEPは1310 nmではシングルモード動作をするようになっています。また、NEPは内部および外部の負荷抵抗器の熱ノイズよって制限されます。

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特長

動作ガイド

特注＆製品組み込み用途(OEM用途)について

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設計、製造および試験

特注品および標準品の概要

光学装置

光コンポーネント

自由空間用機器

パルスレーザ:パワーとエネルギーの計算

PDモジュール、12 GHz

PDモジュール、20 GHz

PDモジュール、25 GHz

ハイパワー入力PDモジュール、25 GHz

PDモジュール、30 GHz