積分球(校正済み)


  • Insensitive to Beam Shape, Input Angle, and Polarization
  • NIST- or PTB-Traceable Calibration

S142C

350 - 1100 nm
(Post Not Included)

S144C

800 - 1700 nm
(Post Not Included)

Application Idea

PM100D Power Meter Console and S140C Integrating Sphere Shown with Included FC/PC and FC/APC Adapter (Post, Post Holder, and Base Not Included)

S140C

PM100D

S180C

2.9 - 5.5 µm
(Post Not Included)

S145CL

Ø22 mm Aperture with Baffle 400 - 1100 nm
(Post Not Included)

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Please Wait

対応するパワーメーターコンソール

PM100D: ハンドヘルド型パワーメータ&エネルギーメーターコンソール、大型LCDディスプレイ付き
PM100A: ハンドヘルド型パワーメーターコンソール、アナログ針ならびに小型デジタルディスプレイ付き
PM100USB: パワーセンサ用USBインターフェイス、ディスプレイなし
PM400: タッチパネル式パワーメータ&エネルギーメーターコンソール、カラーディスプレイならびにマルチタッチ付き
PM5020:
2チャンネルベンチトップ型デジタルパワーメーターコンソール、大型LCDディスプレイ付き

対応するコンソールの詳細については「コンソールセレクション」のタブをご覧ください。これらのセンサは当社のPM200(旧製品)もご使用いただけます。

特長

  • ビーム形状や入射角の影響を受けない測定用
  • 積分球が光パワー損失を最小限にする拡散器として機能
  • 入射開口:Ø5 mm、Ø7 mm、Ø12 mmまたはØ22 mm
  • 全品校正済み、NISTおよびPTBにトレーサブルなCertificate of Calibration(校正証明書)付き
  • 高温度警告センサ付き
  • 入射開口がØ12 mm以下の積分球には、取り外し可能なファイバーアダプタS120-FC(FC/PCならびにFC/APC)が付属
  • その他のファイバーアダプタもご提供しております(別売り、下記参照)
  • センサの接続が容易なCシリーズコネクタ付き
  • 再校正サービスをご提供

積分球はビームの形状、入射角、偏光の影響を受けずに精密な光パワー測定が可能な設計となっております。このフォトダイオードセンサは、サーマルセンサーヘッドよりも応答が速く、損傷閾値も高くなっております。電磁波干渉を避けるためのシールドが強化されており、またセンサの加熱による損傷や測定エラーを防ぐための高温警告センサが付いています。

当社の積分球は、可視~近赤外域の波長範囲に対応しています。350~2500 nm用のセンサーヘッドにはZenith®PTFE製のØ25.4 mm(Ø1インチ)またはØ50.8 mm(Ø2インチ)の単球が使用され、入射開口部周辺での反射光を最小限に抑えるため、筐体は黒色になっています。350~1100 nmの波長範囲で光を検出するセンサにはシリコン(Si)フォトダイオードが使用され、800~1700 nm、900~1650 nm、1200~2500 nmの波長範囲で光を検出するセンサにはInGaAsフォトダイオードが使用されています。積分球の筐体にはM4タップ穴と#8-32タップ穴、またはそれらのミリ・インチ共用タップ穴が付いており(「仕様」タブ参照)、それらを用いてセンサを標準的なØ12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポストポスト(付属しておりません)に取り付けることができます。

S142CL and S145CL Baffle
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142CLとS145CLでは、ディテクタに直接光が入射しないようにバッフルを用いて遮光しています。

2.9~5.5 µm用の積分球S180Cには、金メッキ仕上げのØ20 mmの球が2個接続された状態で使用され、1つ目の球内に入射ポート、2つ目の球内にはMCT (HgCdTe)ディテクタ用のポートが付いています。この球を2個使用する構成は、ディテクタを直接照明から効果的に保護しながら、内部の球の表面積を最小限に抑えることができるため、単球の設計に比べて装置の感度は向上します。この設計は、別途、遮蔽機構を使用することなくフォトダイオードを効果的に保護して、入射角や広がり角、ならびにビーム形状が測定結果に与える影響を低減します。標準的なØ12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポスト(共に付属しておりません)へのセンサの取り付けに使用できます。

入射開口がØ5 mm、Ø7 mm、Ø12 mmの積分球には、SM1外ネジ付きアダプタのほかに、FC/PCならびにFC/APCパッチケーブルに対応するファイバーアダプタS120-FCも付属しており、自由空間とファイバ結合のセットアップのどちらにも簡単に組み込めます。その他のコネクタ用のファイバーアダプタについては下記をご参照ください(別売り)。SM1外ネジ付きのアダプタはサイズ1のスクリュードライバを使用して取り外せるので、部品をウィンドウの近くに設置することができます。

積分球S142CLとS145CLの入射開口径はØ22 mmと大きいですが、積分球内のバッフルでフォトダイオードに光が直接入射しないように遮光しています。大きな開口径とバッフルの組み合わせにより、LEDやVCSELのような面積と発散角の大きな光源からの光も測定可能です。ディテクタの入射面には、30 mmケージシステム部品を取り付けるための4つの#4-40ネジが付いています。また、ご要望により、センサーヘッドに第2あるいは第3のポートを付けることも可能です。詳細は当社までお問い合わせください。

互換性と校正
この積分球にはCシリーズのコネクタが付いており、当社のパワーメーターコンソールのラインナップに取付け可能です。対応可能なコンソールについては上の枠内、詳細については「コンソールセレクション」タブをご覧ください。センサーヘッドは全品校正後、NISTおよびPTBトレーサブルな校正証明書付きで出荷されます。校正データとセンサ識別情報は赤いコネクタに保存されています。センサを対応するパワーメーターコンソールに接続すると自動的に読み込みが開始されます。

当社では幅広い形式のパワーセンサーヘッドや、センサーヘッドとパワーメータ用回路をコンパクトなパッケージにした一体型のパワーメータをご用意しております。当社のセンサーヘッド、パワーメーターコンソール、一体型パワーメータについてはこちらをご覧ください。

再校正サービス
当社では積分球パワーセンサの再校正サービスをご提供しています。正確な測定のためにパワーセンサの定期的な再校正をお勧めしております。校正頻度は用途にもよりますが、通常1年程度です。再校正サービスの詳細につきましては、当社までお問い合わせください。

Item #S140CS142CS142CLS144CS145CS145CLS146CS148CS180C
Technical Specs
Detector TypeSi PhotodiodeSi Photodiode
w/Baffle
InGaAs PhotodiodeInGaAs Photodiode
w/Baffle
InGaAs PhotodiodeExtended InGaAs PhotodiodeMCT (HgCdTe)
Photodiode
Wavelength Range350 - 1100 nm400 - 1100 nm800 - 1700 nm900 - 1650 nm1200 - 2500 nm2.9 µm - 5.5 µm
Optical Power Range1 µW - 500 mW1 µW - 5 W10 µW - 5 W1 µW - 500 mW1 µW - 3 W10 µW - 3 W10 µW - 20 W1 µW - 1 W1 µW - 3 W
Max Average
Power Density
1 kW/cm²2 kW/cm²1 kW/cm²2 kW/cm²1 kW/cm²
Max Pulse
Energy Density
1 J/cm²7 J/cm²1 J/cm²7 J/cm²1 J/cm²
Linearity±0.5%
Resolutiona1 nW10 nW1 nW10 nW1 nW10 nW
Measurement
Uncertaintyb,c
±3% (440 - 980 nm)
±5% (350 - 439 nm)
±7% (981 - 1100 nm)
±3%
(440 - 980 nm)
±5%
(400 - 439 nm)
±7%
(981 - 1100 nm)
±5%
Responsivityd
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Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data
General Information
Typical ApplicationLow- and Mid-Power Lasers /
Fiber Lasers / LEDs
Low- and Mid-Power Lasers / Fiber Lasers
Laser TypesDiode, He-Cd, ArIo, KrIo, Dye,
Ti-Sapphire
Diode, He-Cd, ArIo, KrIo, Dye,
Ti-Sapphire, VCSEL
Diode, He-Cd, ArIo, KrIo, Dye,
Ti-Sapphire
Diode, He-Cd, ArIo, KrIo, Dye,
Ti-Sapphire, VCSEL
Diode, He-Cd, ArIo, KrIo, Dye,
Ti-Sapphire
QCL, ICL, HeNe,
CO, Er:YAG,
Co2+:ZnS
Integrating Sphere
Material (Size)
Zenith® PTFE
(Ø1")
Zenith® PTFE
(Ø2")
Zenith® PTFE
(Ø1")
Zenith® PTFE
(Ø2")
Zenith® PTFE 
(Ø1")
Gold Plating
(Two Ø20 mm Spheres)
CoolingConvection
Head Temperature
Measurement
NTC Thermistor, 4.7 kΩ
Console CompatibilityePM100D, PM100A, PM100USB, PM400, and PM5020
Response Time< 1 µs
Mechanical Specs
Housing DimensionsØ45 mm x 30.5 mm70 mm x 74 mm x 70 mmØ45 mm x 30.5 mm70 mm x 74 mm x 70 mmØ45 mm x 30.5 mm59.0 mm x 50.0 mm x
28.5
Active Sensor Area3.6 mm x 3.6 mmØ2 mmØ3 mmØ1 mmØ1 mm1 mm x 1 mm
Sensor ApertureØ5 mmØ12 mmØ22 mmØ5 mmØ12 mmØ22 mmØ12 mmØ5 mmØ7 mm
Cable Length1.5 m
ConnectorMale 9-Pin D-Sub
Weight0.2 kg0.6 kg0.2 kg0.6 kg0.2 kg0.25 kg
Mounting and Accessories
Mounting ThreadSeparate 8-32 and M4 Taps, Posts Not IncludedUniversal 8-32 / M4 Thread, Post Not IncludedSeparate 8-32 and M4 Taps, Posts Not IncludedUniversal 8-32 / M4 Thread, Post Not IncludedSeparate 8-32 and M4 Taps, Posts Not IncludedUniversal 8-32 / M4 Tap, Post Not Included
Aperture ThreadIncluded Adapter with SM1 (1.035"-40) External ThreadNoneIncluded Adapter with SM1 (1.035"-40) External ThreadNoneIncluded Adapter with SM1 (1.035"-40) External Thread
Fiber Adapters (Optional)FC (Included), SMA, ST®f, LC, SC, Ø2.5 mm Ferrule, Bare FiberNoneFC (Included), SMA, ST®f, LC, SC, Ø2.5 mm Ferrule, Bare FiberNoneFC (Included), SMA, ST®f, LC, SC, Ø2.5 mm Ferrule, Bare Fiber
  • 低帯域幅設定のPM100D コンソールで測定
  • 平行ビーム径>1 mm
  • Uncertainties for S142CL and S145CL are valid at a temperature of 24 °C ± 2 °C.
  • S180C以外のすべてのセンサの感度は、5 nm間隔で測定されたNISTトレーサブルな光源で校正されています。NISTトレーサブルのリファレンスポイントについてはS180Cの感度グラフをご覧ください。
  • The sensors are compatible with all currently available photodiode power meters. For compatibility with legacy products ask Tech Support.
  • ST®はLucent Technologies社の登録商標です。

センサーコネクタ
Dタイプオス型

DB9 Male
PinConnection
1Not Used
2EEPROM Digital I/O
3Photodiode Anode and NTC Ground
4Photodiode Cathode
5Not Used
6EEPROM Ground
7NTC
8Not Used
9Not Used

当社では、幅広いパワーメータ&エネルギーメータ用コンソールやパワーセンサ・エネルギーセンサを操作するためのインターフェイスを取り揃えています。 主な仕様は下記でご覧いただけるので、お客様の用途に適したモデルをお選びいただけます。 下記のほかに、センサ内蔵のワイヤレスパワーメータ小型USBパワーメータもご用意しております。

当社のパワーメータ等用のコンソールインターフェイスは、Cシリーズのセンサとお使いいただく場合は接続したセンサの種類を自動的に認識し、電流値とそれに応じた電圧値を測定します。 Cシリーズのセンサは、コネクタ内に感度特性の校正データが保存されています。 コンソールは、入射波長に対応する感度の値を読み出し、パワーもしくはエネルギの測定値を計算します。

  • フォトダイオードセンサは、入射光の光パワーと波長によって決まる電流を流します。 この電流は、トランスインピーダンスアンプに送られ、このアンプから入力電流に比例した電圧が出力されます。 フォトダイオードの感度は波長に依存するため、正確なパワーの測定値を得るためには、コンソールに正しい波長を入力する必要があります。 コンソールは、接続されたセンサから、入力された波長における感度を読み取り、測定した光電流から光パワーを計算します。
  • サーマルセンサは、入射された光パワーに比例した電圧を送ります。 測定されたセンサの出力電圧とその感度特性に基づいて、コンソールは入射した光パワーを計算します。
  • エネルギーセンサは焦電効果に基づいています。 したがって、エネルギーセンサは、パルスエネルギに比例したピーク電圧を送ります。 エネルギーセンサが認識されると、コンソールはピーク電圧ディテクタを活用し、センサの感度特性からパルスエネルギが計算されます。

コンソールやインターフェイスはセンサが出力する電流や電圧を表示する機能も備えています。 または、測定された電流や電圧をアナログ出力で得ることもできます。

コンソール

Item #PM100APM100DPM400PM5020
(Click Photo to Enlarge)PM100APM100DPM400PM5020
Key FeaturesAnalog Power MeasurementsDigital Power and Energy MeasurementsDigital Power and Energy Measurements, Touchscreen ControlDual Channel
Compatible SensorsPhotodiode and Thermal PowerPhotodiode Power, Thermal Power, and Pyroelectric EnergyaPhotodiode Power, Thermal Power, Thermal Power and Position, and Pyroelectric EnergyaPhotodiode Power, Thermal Power, Thermal Power and Position, and Pyroelectric Energy
Housing Dimensions
(H x W x D)
7.24" x 4.29" x 1.61"
(184 mm x 109 mm x 41 mm)
7.09" x 4.13" x 1.50"
(180 mm x 105 mm x 38 mm)
5.35" x 3.78" x 1.16"
(136.0 mm x 96.0 mm x 29.5 mm)
9.97" x 4.35" x 11.56"
(253.2 mm x 110.6 mm x 293.6 mm)
Channels12
External Temperature Sensor Input (Sensor not Included)--Readout and Record Temperature Over TimeReadout and Record Temperature Over Time
External Humidity Sensor Input (Sensor not Included)--Readout and Record Humidity Over TimeReadout and Record Humidity Over Time
Input/Output Ports-4 GPIO, Programmable4 Configurable Digital I/O Channels
Shutter Control---Support for SH05R(/M) or SH1(/M) Optical Shutter with Interlock Input
Fan Control---Yes!
Source Spectral Correction--Yes!Yes!
Attenuation Correction--Yes!Yes!
External Trigger Input---Yes!
Display
TypeMechanical Needle and LCD Display with Digital Readout320 x 240 Pixel Backlit Graphical LCD DisplayProtected Capacitive Touchscreen with Color Display
DimensionsDigital: 1.9" x 0.5"
(48.2 mm x 13.2 mm)
Analog: 3.54" x 1.65"
(90.0 mm x 42.0 mm)
3.17" x 2.36"
(81.4 mm x 61.0 mm)
3.7" x 2.1"
(95 mm x 54 mm)
4.32" x 2.43"
(109.7 mm x 61.6 mm)
Refresh Rate20 Hz10 Hz (Numerical)
25 Hz (Analog Simulation)
25 Hz
Measurement Viewsb
Numericalyesyesyes
Mechanical Analog Needleyes---
Simulated Analog Needle-yesYes!yes
Bar Graph-yesYes!yes
Trend Graph-yesYes!yes
Histogram-yes--
StatisticsYes!yesYes!yes
Memory
Type-SD CardNAND FlashSD Card
Size-2 GB4 GB8 GB
Power
BatteryLiPo 3.7 V 1300 mAhLiPo 3.7 V 2600 mAh-
External5 VDC via USB or Included AC Adapter5 VDC via USBLine Voltage: 100 - 240 V
  • コンソールPM100DとPM400は3 kHzまでの繰り返し周波数のみ対応するため、10 kHzまで検知するES408Cにはご使用にならないでください。
  • これらはコンソールに内蔵されている画面表示メニューです。

インターフェイス

Item #PM101PM102PM103PM101APM102APM103A
(Click Photo to Enlarge)PM101PM102PM103PM101APM102APM103A
Operation ProtocolUSB, RS232, UART,
and Analog
USB and Analog SMA
Sensor Compatibility
Photodiode--
Thermal Power--
Thermal Position & Power----
Pyroelectric----

Item #PM103EPM101RPM101UPM102UPM103UPM100USB
(Click Photo to Enlarge)PM101RPM101UPM102UPM103UPM100USB
Operation ProtocolEthernet, RS232, and AnalogUSB and
RS232
USB OperationUSB
Sensor Compatibility
Photodiode-
Thermal Power-
Thermal Position & Power----
Pyroelectric---a
  • コンソールPM100USBは3 kHzまでの繰り返し周波数のみ対応するため、10 kHzまで検知するES408Cにはご使用にならないでください。
  • PCの設定に依存します。
  • これらのパワーメータ用インターフェイスにはモニタは内蔵されていません。そのため、すべてのデータ表示は、PC等を用いてソフトウェアOptical Power MonitorのGUIによってご覧いただく形になります。
  • ネットワークの公称電圧は48 Vですが、その範囲は36 V~57 Vです。

Insights:積分球について

こちらのページでは積分球をセットアップに組込むときやデータ結果を分析するときに下記の考慮すべき点がご覧いただけます。

  • 積分球によって放射されるUV蛍光ならびに青色蛍光
  • 試料交換誤差について

このほかにも実験・実習や機器に関するヒントをまとめて掲載しています。こちらからご覧ください。

 

積分球によって放射されるUV蛍光ならびに青色蛍光

Generalized Spectral Fluorescence Output from PTFE Integrating Spheres
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図1:各波長における典型的な蛍光収量は、励起波長の強度より4桁程度低くなっています。[4]

蛍光スペクトルの収量は、積分球内で発光する蛍光の強度と励起波長の強度により決まります。収量(Yield)は積分球の内面全体で励起した蛍光量(波長に依存)を励起光の強度で割って計算します。

データご提供:Dr. Ping-Shine Shaw, Physics Laboratory, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA.

積分球内面のコーティングにはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が使用されています。この素材は白色ですが、幅広い波長において高い、かつ平坦な反射率と、化学的不活性があることなどの理由から好まれます。

しかし、積分球はPTFEならびにPTFEよりも反射率が低い硫酸バリウムでコーティングされており、UV光を照射した場合、低量ではありますがUVならびに青色の蛍光を発光することにご留意ください。[1-3]

PTFE内の炭化水素
蛍光発光しているのはPTFE自体ではなく、UVならびに青色の蛍光の原因はPTFE内の炭化水素です。コーティングの原料には低量の炭化水素不純物が存在しており、また積分球を使用したり保管している間に汚染源によりさらに炭化水素がコーティング材に付着します。[1]

蛍光波長域と強度
米国標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology/NIST)の研究者がPTFEコーティング付き積分球の励起蛍光を調査しました。積分球の全蛍光量を蛍光波長と励起波長を変えて測定しています。最大蛍光量は、励起光強度より4桁程度低くなりました。

PTFEから発光するUVならびに青色の蛍光は主に200 nm~300 nmの吸収帯で励起されます。蛍光は図1のとおり250 nm~400 nmの波長範囲で発光します。励起波長を長波長側にすることにより、短い波長で発光する蛍光量が少なくなり、蛍光スペクトルの形状が変動することが示されています

PTFE内の炭化水素のレベルが高くなると、蛍光量も多くなります。それに伴い、積分球からの出力量は吸収帯波長において少なくなります。それは、このスペクトル域においてより多くの光が吸収されるからです。[1, 3]

使用への影響
PTFEから発光するUVならびに青色蛍光は、多くの用途において影響はほとんどありません。蛍光の強度が小さく、励起されるのは主に300 nm未満の入射波長の場合だからです。この蛍光に影響される用途には、UV放射の長期に渡る測定、UV光源の校正、UV反射率標準の確立、UVリモートセンシングの実施などがあります。

蛍光の影響の最小化
蛍光レベルの最小化ならびに安定化のためには、積分球をガソリン・ディーゼルエンジンの排気や、ナフタレン・トルレンなどの溶剤を含めあらゆる炭化水素源から隔離することが必要です。また、炭化水素による汚染は最小化または減少することはできますが、完全に除去できないことにご留意ください。[1]

炭化水素に曝される履歴は積分球ごとに異なるため、個別の積分球における入射光への応答性を予測することはできません。蛍光により、用途への悪影響があった場合には、積分球の校正をお勧めいたします。下記[4]では、校正に必要な光源(対象の波長にわたってスペクトルがよく知られている重水素ランプやシンクロトロン放射)、モノクロメータ、ディテクタ、積分球と、その手順について説明しています。

参考文献
[1] Ping-Shine Shaw, Zhigang Li, Uwe Arp, and Keith R. Lykke, "Ultraviolet characterization of integrating spheres," Appl.Opt. 46, 5119-5128 (2007).
[2] Jan Valenta, "Photoluminescence of the integrating sphere walls, its influence on the absolute quantum yield measurements and correction methods," AIP Advances 8, 102123 (2018).
[3] Robert D. Saunders and William R. Ott, "Spectral irradiance measurements: effect of UV-produced fluorescence in integrating spheres," Appl. Opt. 15, 827-828 (1976).
[4] Ping-Shine Shaw, Uwe Arp, and Keith R. Lykke, "Measurement of the ultraviolet-induced fluorescence yield from integrating spheres," Metrologia 46, S191 - S196 (2009).

最終更新日:2019年12月4日

 

試料交換誤差について

Reflectance measurement procedure that can result in sample substitution error.
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図2:拡散試料の透過率と反射率を上記のように測定することによって、試料交換誤差に起因する試料スペクトル歪みがもたらされる可能性があります。問題は基準試料と測定したい試料測定時の、試料領域の反射率が異なることです。
Reflectance measurement procedure that is immune to sample substitution error.
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図3:上の実験構成では、積分球内の条件が基準試料測定時と測定したい試料測定時で同じのため、試料交換誤差の影響は受けません。基準試料測定時、光は(R)に沿って通り、(S)に沿っては通りません。反対に測定したい試料測定時、光は(S)に沿って通り、(R)に沿っては通りません。

積分球を使用することにより光学試料の透過ならびに拡散反射スペクトルの絶対値が測定できます。これらのスペクトルは、測定したい試料と基準とする試料の両方のスペクトルを測定することによって求められます。

基準試料の測定は、照射光源のスペクトルを知る上で必要です。基準試料のスキャンで得られた値により、測定したい試料の測定値から光源のスペクトル測定値を差し引くことができます。

光源の基準測定は、透過率データの場合、試料を配置せずに測定し、反射率測定の場合には高反射の基準試料を置き、測定します。

この試料測定や基準試料測定時において試料交換誤差が生じた場合、この誤差の影響がない実験手法でない限り、補正された試料スペクトルの確度に悪影響を及ぼす場合があります。

試料交換誤差をもたらす条件
積分球の光学性能は、内面の各位置での反射率に依存します。透過スペクトルや拡散反射スペクトル測定時、積分球の内面の一部分に試料を置きます(図2)。しかしそのような内面の一部が変化することにより、積分球の性能が変動します。

試料交換誤差は、測定手順の中で、積分球内の試料をほかの試料に交換することがあるときに懸念されます。例えば、拡散反射を測定しているとき(図2下)、最初の測定は基準試料を積分球内に取り付けて実施するとします。次にこの試料を取り外して測定したい試料に交換し、2回目の測定を行います。そして両方のデータセットを利用して、試料の補正拡散反射率(絶対値)を求めます。

この手順では、試料スペクトルに歪みが生じます。測定したい試料と基準試料の吸収ならびに散乱特性が異なるため、これらを交換することで積分球内の試料面部分の反射率が変わってきます。2つの測定において積分球の平均反射率が変わってくるため、基準試料と測定したい試料には完全な互換性がありません。

解決策1:測定したい試料と基準試料を同時に取付ける
試料交換時の誤差を回避する1つの実験手法は、測定したい試料と基準試料を同時に積分球内に取付け、測定データを取得することです。この手法では、2つの試料を追加ポートとして取り付けられる大きさの積分球が必要です。

光源は積分球の外側に配置し、測定したい試料と基準試料の両方を順次測定します。試料からの正反射、あるいは透過ビームは、積分球の外に誘導されているため、拡散光のみが検知されます。積分球の内面(の条件)は、どちらの測定でも同じのため、試料交換時の誤差の懸念はありません。

解決策2:試料用ポートならびに基準ポートから測定する
測定したい試料と基準試料が積分球内に同時に取付けられない場合、試料の交換が発生します。交換が必要な場合には、下記[1]で説明する手順で試料交換時の誤差を取り除くことができます。

この手順では合計で4回の測定が必要です。基準試料を設置時、2つの異なるポートから測定を行います。1回目の測定では基準試料が視野内にある方向から測定し、2回目の測定では試料が視野内に無い方向から測定します。その後測定したい試料に交換し、同様の測定を繰り返します。これらの測定値を利用して下記[1]に説明する計算をすることにより、試料交換時の誤差は取り除かれます。

参考文献
[1] Luka Vidovic and Boris Majaron, "Elimination of single-beam substitution error in diffuse reflectance measurements using an integrating sphere," J. Biomed.Opt. 19, 027006 (2014).

最終更新日:2019年12月4日


Posted Comments:
Francois Parnet  (posted 2021-02-26 03:36:25.59)
Hello, do you have any information regarding the maximum peak power (at 1550nm and 1050nm) that can be send to the S144C and S145C devices ? Thanks
dpossin  (posted 2021-03-01 05:55:15.0)
Dear FrancoisThank you for your feedback. Well we do not specify the maximum peak power our thermal detectors can withstand as this number depends on the pulse length and the beam diameter of your laser. We instead specify the maximum pulse energy density. Please see an description how you can calculate your pulse energy here: https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3328&tabname=pulse%20calculations. I have reached out to you in order to provide further information.
jvigroux  (posted 2012-09-18 03:54:00.0)
A response form Julien at Thorlabs: Thank you for your feedback! we can offer such integrating sphere on request. We do not offer it as a standard product yet because the calibration is only made up to 1.8µm plus one extra point at 2µm. For the rest of the range, we fit the theoretical curve of the sensitivity onto the calibrated part in order to extrapolate the responsivity above 2µm.
simon.gross  (posted 2012-09-14 22:42:18.0)
Why don't you guys equip an integrated sphere with and extended InGaAs sensor for the 2 um wavelength range? This would be a very useful power meter, as it is significantly more sensitive than thermal detectors and won't pick up any thermal radiation. Cheers
Handheld Power Meter with iPad
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ワイヤレスパワーメータPM160とiPad mini(付属していません)。PM160はApple社のモバイルデバイスを使ってリモート操作が可能です。

こちらでは当社のパワーセンサおよびエネルギーセンサのラインナップをご紹介しています。対応するパワーメーターコンソールとインターフェイスについては右下の表をご覧ください。

下記のパワーセンサおよびエネルギーセンサのラインナップのほかに、当社ではフォトダイオードまたはサーマルセンサのどちらかを内蔵するオールインワン型のワイヤレス機能付きパワーメータ小型USBパワーメータ、およびコンソール、センサーヘッド、ポスト取付け用のアクセサリを含むパワーメーターキットもご用意しております。

当社では4種類のセンサをご用意しております:

  • フォトダイオードセンサ: フォトダイオードセンサは感度が波長に依存するので、単色光源もしくは単色に近い光源のパワー測定用に設計されています。このセンサから出力される電流は、入射光パワーと波長によって決まります。この電流はトランスインピーダンスアンプにより、入力電流に比例した電圧を出力します。
  • サーマルセンサ: サーモパイルセンサは、広い波長範囲で比較的平坦な応答特性を持つ材料から作られているので、LEDやSLDなどの広帯域光源のパワー測定に適しています。このセンサは、入射光パワーに比例した電圧を出力します。
  • サーマル位置&パワーセンサ: これらのセンサでは4つのサーモパイルセンサが正方形の4象限に配置されています。ユニットは各象限からの出力電圧を比較してビームの位置を算出します。
  • 焦電エネルギーセンサ: 焦電センサは焦電効果を通じて出力電圧を発生しパルス光源の測定に適しています(ディテクタの時定数によって繰返し周波数は制限されます)。このセンサは、入力パルスエネルギに比例したピーク電圧を出力します。
Console Compatibility
Console Item #PM100APM100DPM400PM5020PM101
Series
PM102
Series
PM103
Series
PM100USB
Photodiode Power-
Thermal Power-
Thermal Position-----
Pyroelectric Energy-aa--a
  • コンソールPM100D、PM400およびPM100USBは3 kHzまでの繰り返し周波数のみ対応するため、10 kHzまで検知するES408Cにはご使用にならないでください。

パワー&エネルギーセンサのセレクションガイド

当社のパワー&エネルギーセンサの仕様を比較する際には、2種類の選択をします。下の表(展開します)では、当社のセンサを種類別に分類して(フォトダイオード、サーマル、焦電)、主な仕様を記載しています。

またその下のセレクションガイドのグラフでは、当社のフォトダイオードならびにサーマルパワーセンサの全ラインナップを波長範囲(左)そしてパワー範囲 (右)で比較できるようになっています。枠内には型番とセンサの仕様の範囲が記載されています。グラフにより、特定の波長範囲またはパワー範囲に適したセンサーヘッドが特定しやすくなっております。

Photodiode Power Sensors
Thermal Power Sensors
Thermal Position & Power Sensors
Pyroelectric Energy Sensors
  • フォトダイオードセンサの応答時間。これらのセンサを使用した際の、実際のパワーメータの応答時間は、お使いのパワーメーターコンソールの更新速度によって制限されます。
  • センサ固有の応答時間の典型値(0~95%)。当社のパワーメーターコンソールは、センサ固有の応答時間がおよそ1 s以上の場合、本来の応答時間よりも短い時間スケール(通常1秒未満)で光パワーの推定値を表示することができます。S415C、S425C、S425C-Lの固有の応答時間は十分早いため、このような測定表示の高速化によるメリットは無く、この機能は使用できません。詳細は、こちらの「動作」タブをご参照ください。
  • 断続的な使用の場合(最大露光時間はS401Cでは20分、その他は2分)。
  • 全ての焦電センサは20 msの熱時定数、τを有します。この値は1パルスからの回復にどの位の長さを要するかを示しています。正しいエネルギーレベルを検出するには、パルスは0.1τより短く、ご使用になる光源の繰返し周波数は1/τよりも低くなくてはなりません。各センサのτ値については「仕様」タブをご覧ください。

センサのラインナップ
(波長範囲)

Sensors by Wavelength

センサのラインナップ
(パワー範囲)

Sensors by Power

Sensor Key

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積分球パワーセンサ

Item #a,bSphere
Type
Detector
Type
Wavelength
Range
Optical Power
Range
Max Average
Power Density
Max Pulse
Energy Density
ResolutionIntegrating Sphere
Material (Size)
Input
Aperture
S140CStandard
Sphere
Silicon
Photodiode
350 nm - 1100 nm1 µW - 500 mW1 kW/cm²1 J/cm²1 nWZenith® PTFE (Ø1")Ø5 mm
S142C350 nm - 1100 nm1 µW - 5 W2 kW/cm²7 J/cm²1 nWZenith® PTFE (Ø2")Ø12 mm
S142CLLarge Aperture
Sphere with Baffle
400 nm - 1100 nm10 µW - 5 W2 kW/cm²7 J/cm²10 nWZenith® PTFE (Ø2")Ø22 mm
S144CStandard
Sphere
InGaAs
Photodiode
800 nm - 1700 nm1 µW - 500 mW1 kW/cm²1 J/cm²1 nWZenith® PTFE (Ø1")Ø5 mm
S145C800 nm - 1700 nm1 µW - 3 W2 kW/cm²7 J/cm²1 nWZenith® PTFE (Ø2")Ø12 mm
S145CLLarge Aperture
Sphere with Baffle
800 nm - 1700 nm10 µW - 3 W2 kW/cm²7 J/cm²10 nWZenith® PTFE (Ø2")Ø22 mm
S146CStandard
Sphere
900 nm - 1650 nm10 µW - 20 W2 kW/cm²7 J/cm²10 nWZenith® PTFE (Ø2")Ø12 mm
S148CExtended InGaAs
Photodiode
1200 nm - 2500 nm1 µW - 1 W1 kW/cm²1 J/cm²1 nWZenith® PTFE (Ø1")Ø5 mm
S180CTwo Ø20 mm
Spheres
MCT (HgCdTe)
Photodiode
2.9 µm - 5.5 µm1 µW - 3 W1 kW/cm²1 J/cm²10 nWGold Plating
(Two Ø20 mm Spheres)
Ø7 mm
  • 詳細は「仕様 」タブをご覧ください。
  • 当社では積分球パワーセンサの再校正サービスを提供しています。詳細につきましては当社までお問い合わせください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
S140C Support Documentation
S140C積分球パワーセンサ、Si、350~1100 nm、1 µW~500 mW
¥112,132
Today
S142C Support Documentation
S142C積分球パワーセンサ、Si、350~1100 nm、1 µW~5 W
¥155,584
Today
S142CL Support Documentation
S142CLCustomer Inspired! 大開口積分球パワーセンサ、Si、400~1100 nm、10 µW~5 W
¥167,688
Lead Time
S144C Support Documentation
S144C積分球パワーセンサ、InGaAs、800~1700 nm、1 µW ~500 mW
¥131,662
Today
S145C Support Documentation
S145C積分球パワーセンサ、InGaAs、800~1700 nm、1 µW ~3 W
¥161,607
Today
S145CL Support Documentation
S145CLCustomer Inspired! 大開口積分球パワーセンサ、InGaAs、800~1700 nm、10 µW~3 W
¥173,976
Today
S146C Support Documentation
S146C積分球パワーセンサ、InGaAs、900~1650 nm、10 µW~20 W
¥161,607
Today
S148C Support Documentation
S148CCustomer Inspired! 積分球パワーセンサ、広帯域InGaAs、1200~2500 nm、1 µW~1 W
¥135,242
Today
S180C Support Documentation
S180C積分球パワーセンサ、MCT (HgCdTe)、2.9~5.5 µm、1 µW~3 W
¥587,999
7-10 Days
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対応するファイバーアダプタ

Item #S120-FC2S120-FCaS120-APC2bS120-APCbS120-SMAS120-STS120-SCS120-LCS120-25S140-BFA
Adapter Image
(Click Image
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FC/PC Fiber AdapterFC/PC Fiber AdapterFC/APC Fiber AdapterFC/APC Fiber AdapterSMA Fiber AdapterST Fiber AdapterSC/PC Fiber AdapterLC Fiber AdapterS120-25Bare Fiber Adapter
Fiber
Termination
FC/PC,
2.0 mm
Narrow Keyc
FC/PC,
2.2 mm
Wide Keyc
FC/APC,
2.0 mm
Narrow Keyc
FC/APC,
2.2 mm
Wide Keyc
SMASTd/PCSC/PCeLC/PCØ2.5 mm
Ferrulef
Bare Fiber
with Ø250 to
Ø450 µm Bufferg
Thread / ScrewsInternal SM1 (1.035"-40) ThreadTwo M2.5 x 4 Screwsh
  • 積分球にはアダプタS120-FCが1個付属しています。 積分球はセンサヘッドに入射する光の入射角の影響を受けないため、このアダプタはFC/APCコネクタ付きパッチケーブルともお使いいただけます。
  • S120-APCとS120-APC2は、出射ビームの出力角を補正するためにコネクタ部分を4°傾けています。
  • ナローキーとワイドキーの詳細については、光ファイバとはのページをご覧ください。
  • ST®はLucent Technologies社の登録商標です。
  • 出力角度が気にならない用途では、このアダプタにSC/APCコネクタもお使いいただけます。
  • フェルール用アダプタS120-25は、ロッキングコネクタ機構無しの設計になっています。Ø2.5 mmフェルール付きのファイバーパッチケーブルに対応し、フォトディテクタやパワーセンサを用いた測定を迅速に行うことができます。
  • V溝と磁石付きクリップの間にファイバを固定する設計です。
  • こちらのページでご紹介している積分球のいずれかにS140-BFAを取り付けるには、まず付属のSM1外ネジ付きアダプタをセンサ筐体の入射開口部から取り外します。 その後、筐体にある2つのM2.5タップ穴を利用してアダプタS140-BFAを固定してください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
S120-FC2 Support Documentation
S120-FC2FC/PCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き、ナローキー(2.0 mm)
¥6,347
Today
S120-FC Support Documentation
S120-FCFC/PCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き、ワイドキー(2.2 mm)
¥6,347
Today
S120-APC2 Support Documentation
S120-APC2FC/APCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き、ナローキー(2.0 mm)
¥4,957
Today
S120-APC Support Documentation
S120-APCCustomer Inspired! FC/APCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き、ワイドキー(2.2 mm)
¥4,957
Today
S120-SMA Support Documentation
S120-SMASMAファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き
¥6,347
Today
S120-ST Support Documentation
S120-STST/PCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き
¥6,347
Today
S120-SC Support Documentation
S120-SCSC/PCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き
¥7,975
Today
S120-LC Support Documentation
S120-LCLC/PCファイバーアダプターキャップ、SM1内ネジ付き
¥7,975
Today
S120-25 Support Documentation
S120-25Customer Inspired! Ø2.5 mmフェルール付きアダプターキャップ、SM1内ネジ付き
¥6,347
7-10 Days
S140-BFA Support Documentation
S140-BFAファイバ素線用アダプタ、S140Cシリーズパワーセンサ用
¥20,669
Today
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Recalibration Service for Integrating Sphere Power Sensors

※パワーセンサ校正について - 当社のパワーセンサ校正は自動で行われており、測定と同時にセンサ内のメモリにある補正データを書き換えます(出力されるデータは校正前の感度と校正後の感度になります)。また、センサ面(NDフィルタ)が汚れ等で正常に感度測定ができないと判断された場合には、フィルタ交換(無償)してから校正される場合がございますので、ご了承ください。この場合は校正前の感度は測定できません。測定と校正を別々に実施する場合には、事前のご連絡が必要です。また、校正のみの場合とは金額および期間が異なりますのでご注意ください。

Calibration Service Item #Compatible
Integrating Spheres
Other Compatible
Photodiode Sensors
CAL-PDS140C, S142C, S142CLS120C, S121C, S170C, S171C, S151C, S150C
CAL-IRPDS144C, S145C, S145CL, S146CS122C, S154C, S155C
CAL-MIRPDS148C, S180C-

Thorlabs offers recalibration services for our photodiode power sensors, including our integrating sphere power sensors. To ensure accurate measurements, we recommend recalibrating the sensors annually. Recalibration of a single-channel power and/or energy meter console or interface is included with the recalibration of a sensor at no additional cost. If you wish to calibrate one or more sensors with a dual-channel console, each sensor and console calibration service will need to be purchased individually.

Refer to the table to the right for the appropriate calibration service Item # that corresponds to your integrating sphere power sensor.

Requesting a Calibration
Thorlabs provides two options for requesting a calibration:

  1. Complete the Returns Material Authorization (RMA) form. When completing the RMA form, please enter your name, contact information, the Part #, and the Serial # of the item being returned for calibration; in the Reason for Return field, select "I would like an item to be calibrated." All other fields are optional. Once the form has been submitted, a member of our RMA team will reach out to provide an RMA Number, return instructions, and to verify billing and payment information.
  2. Select the appropriate sensor calibration Item # below, enter the Part # and Serial # of the sensor that requires recalibration, and then Add to Cart. If you would like a console calibrated with your sensor, repeat this process for Item # CAL-PM1 or CAL-PM2 below, entering the console Item # and Serial #. A member of our RMA team will reach out to coordinate the return of the item(s) for calibration. Note that each console calibration Item # represents the cost of calibrating a console alone; if requesting a single-channel console calibration with a sensor calibration, the appropriate discount will be applied when your request is processed. Should you have other items in your cart, note that the calibration request will be split off from your order for RMA processing.

Please Note: To ensure your item being returned for calibration is routed appropriately once it arrives at our facility, please do not ship it prior to being provided an RMA Number and return instructions by a member of our team.

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
CAL-PD Support Documentation
CAL-PD Recalibration Service for Single-Power-Range Silicon Photodiode Power Sensors
Part Number:  Serial Number:
Request
Lead Time
CAL-IRPD Support Documentation
CAL-IRPD Recalibration Service for Single-Power-Range Germanium or InGaAs Photodiode Power Sensors
Part Number:  Serial Number:
Request
Lead Time
CAL-MIRPD Support Documentation
CAL-MIRPDRecalibration Service for Extended InGaAs or MCT Photodiode Power Sensors
Part Number:  Serial Number:
Request
Lead Time
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Recalibration of Power & Energy Meter Electronics

※パワーセンサ校正について - 当社のパワーセンサ校正は自動で行われており、測定と同時にセンサ内のメモリにある補正データを書き換えます(出力されるデータは校正前の感度と校正後の感度になります)。また、センサ面(NDフィルタ)が汚れ等で正常に感度測定ができないと判断された場合には、フィルタ交換(無償)してから校正される場合がございますので、ご了承ください。この場合は校正前の感度は測定できません。測定と校正を別々に実施する場合には、事前のご連絡が必要です。また、校正のみの場合とは金額および期間が異なりますのでご注意ください。

Calibration Service Item #Compatible Consoles & Interfaces
Single-Channel
CAL-PM1PM100D, PM100A, PM400, PM100USB,
PM101 Series, PM102 Series, PM103 Series
Dual-Channel
CAL-PM2PM5020, Previous-Generation PM320E

These recalibration services are for the power and/or energy meter electronics of our consoles and interfaces. To ensure accurate measurements, we recommend recalibrating annually. Recalibration of a single-channel console or interface is included with these sensor recalibration services at no additional cost. If you wish to calibrate one or more sensors with a dual-channel console, each sensor and console calibration service will need to be purchased individually. For more details on these recalibration services, please click the Documents () icons below. 

The table to the upper right lists the power and/or energy meter consoles and interfaces that can be calibrated using the CAL-PM1 and CAL-PM2 recalibration services.

Requesting a Calibration
Thorlabs provides two options for requesting a calibration:

  1. Complete the Returns Material Authorization (RMA) form. When completing the RMA form, please enter your name, contact information, the Part #, and the Serial # of each item being returned for calibration; in the Reason for Return field, select "I would like an item to be calibrated." All other fields are optional. Once the form has been submitted, a member of our RMA team will reach out to provide an RMA Number, return instructions, and to verify billing and payment information.
  2. Select the appropriate Item # below, enter the Part # and Serial # of the item that requires recalibration, and then Add to Cart. If you would like to calibrate one or more sensors with your console, repeat this process for the appropriate sensor recalibration service above, entering the console Item # and Serial #. A member of our RMA team will reach out to coordinate return of the item(s) for calibration. Note that each console calibration Item # represents the cost of calibrating a console alone; if requesting a single-channel console calibration with a sensor calibration, the appropriate discount will be applied when your request is processed. Should you have other items in your cart, note that the calibration request will be split off from your order for RMA processing.

Please Note: To ensure your item being returned for calibration is routed appropriately once it arrives at our facility, please do not ship it prior to being provided an RMA Number and return instructions by a member of our team.

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
CAL-PM1 Support Documentation
CAL-PM1Recalibration of Single-Channel Power and/or Energy Meter Electronics
Part Number:  Serial Number:
Request
Lead Time
CAL-PM2 Support Documentation
CAL-PM2Recalibration of Dual-Channel Power and Energy Meter Electronics
Part Number:  Serial Number:
Request
Lead Time