Siアバランシェフォトディテクター、ファイバー結合型


  • Wavelength Range from 400 - 1000 nm
  • Temperature Compensated and Variable Gain
  • Integrated Flange Enables Direct Fiber Coupling Using Adapters
  • FC/APC, FC/PC, LC/PC, and SC/PC Adapters Available

APDA2-A

FC/APC Fiber Connector Adapter, 350 - 700 nm

APDF2-B

FC/PC Fiber Connector Adapter, 600 - 1050 nm

APDL-A

LC/PC Fiber Connector Adapter, 350 - 700 nm

APD431A

Si Fiber-Coupled
Avalanche Photodetector

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Avalanche Photodiode Selection Guidea
Free-Space Si APDs
Fiber-Coupled Si APDs
Free-Space InGaAs APDs
Fiber-Coupled InGaAs APDs
  • 当社のアバランシェフォトディテクタのラインナップは「セレクションガイド」タブでご覧いただけます。
APD431A with APDF2-A AdapterClick to Enlarge
ファイバーコネクターアダプタAPDA2-Aを用いて光ファイバ(別売り)が接続されたフォトディテクタAPD431A

特長

  • 波長範囲: 400~1000 nm
  • 温度補償により、18~28°Cにおいて増倍率(M Factor)の変動を≤±3%に抑制
  • 連続可変利得(増倍率:10~100)
  • M12 x 0.5ネジ付きファイバーコネクターアダプタ(別売り、下記参照)を使用してファイバ結合が可能
  • M4 x 0.7タップ穴(#8-32も使用可)を使用してポストに取り付け可能(3方向)
  • 電源LDS12Bが付属

当社のファイバ結合型シリコン(Si)アバランシェフォトディテクタ(APD)は、400~1000 nmの波長域に感度があります。温度補償機能と可変利得機能が付いており、DC~400 MHzの広い帯域幅でご使用いただけます。 また、M12 x 0.5外ネジ付きフランジが付いており、当社のファイバーコネクターアダプタ(別売り、下記参照)を使用してファイバを結合することができます。標準的なPINディテクタと比べて感度が高く、かつ低ノイズであるため、低光量の検出用に適しています。

一般に、アバランシェフォトディテクタは内部の利得機構を利用して感度を増大させます。 強い電場をかけるために、ダイオードに高い逆バイアス電圧を印加します。入射光子によって電子-正孔対が生じると、電場によって電子が加速され、それに伴って衝突電離による2次電子が発生します。そうして生じた電子なだれにより、利得は数百倍にもなります。この利得の増幅は増倍率(M)で表され、その値は逆バイアス電圧と温度の関数になります。一般に、増倍率は低温になると増大し、高温になると減少します。同様に、増倍率は逆バイアス電圧を上げると増大し、逆バイアス電圧を下げると減少します。

フォトディテクタAPD431Aは、DC~400 MHzの広い帯域幅で使用可能です。内蔵のサーミスタの信号を用いてアバランシェフォトダイオードのバイアス電圧を調整し、23 ± 5 °Cにおいて増倍率の変動を±3%以下に抑えています。可変利得機能も付いており、筐体右側面のノブを用いて、増倍率を10~100の範囲で調整できます。

ディテクタAPD431Aはコンパクトである上に、機械的および電気的な接続方向についても配慮されており、狭いスペースでもご使用いただけます。筐体の3面にM4 x 0.7(#8-32)の取付け穴が1つずつ付いているので、複雑な機械的セットアップにも容易に組み込むことができます。

ファイバ結合用アダプタ
フォトディテクタAPD431Aは、既存の自由空間光用アバランシェフォトディテクタAPD430Aに対して、堅固なファイバ結合機能を持たせるように設計されています。当社のM12 x 0.5ネジ付きファイバーコネクターアダプター(下記参照)に対応するM12 x 0.5外ネジが付いているため、再現性の高いファイバ結合を容易に行うことができます。これらのアダプタはシングルモードファイバ、およびコア径200 μm、NA0.22のマルチモードファイバ用に最適化されています。それ以外の光ファイバにもご使用いただけますが、結合効率は多少低下します。コネクタはFC/APC、FC/PC、LC/PCまたはSC/PCから、コーティングは350~700 nmまたは600~1050 nmからお選びいただけます。

APD431A Back PlateClick to Enlarge
フォトディテクタAPD431Aの背面プレートには、ディテクタの仕様が刻印されています。

そのほか、当社ではアダプタSM1A610(下記参照)もご用意しております。これにはフォトディテクタAPD431Aに直接接続できるM12 x 0.5内ネジと、SM1ネジ付きコンポーネントを接続できるSM1外ネジが付いています。このアダプタを使うと、標準的なオプトメカニクス部品を用いて、フォトディテクタAPD431Aを自由空間光用ディテクタとしてご使用いただくことができます。しかし、スペースが制限されている場合は、自由空間光用シリコン(Si)アバランシェフォトディテクタAPD430Aの方が、よりコンパクトに設計されていて便利です。

なお、当社の自由空間光用Siアバランシェフォトディテクタは、ファイバーコリメーターパッケージ集光レンズXY移動マウントを使用してファイバ結合することも可能です(詳細はこちらの「ファイバ結合」タブをご覧ください)。しかし、M12 x 0.5外ネジ付きフランジを備えたフォトディテクタAPD431Aでは、よりコンパクトで安定したファイバ結合ができます。M12 x 0.5ネジ付きフランジは当社のすべてのアバランシェフォトディテクタに追加することができ、そうすることで堅固なファイバ結合機能を持たせることができます。詳細は当社までお問い合わせください。

電源
増幅フォトディテクタには±12 V出力のリニア電源LDS12Bが付属します。なお、交換用の電源もご用意しております(下記参照)。電源は50~60 Hz、100/120/230 VACのAC入力に対応しており、電圧はスイッチで切り替えます。電源をコンセントやディテクタに接続する前に、電源とディテクタの電源スイッチが両方ともオフであることをご確認ください。本体のスイッチを入れたままAC電源に接続することはお勧めしません。

当社のすべてのアバランシェフォトディテクタのラインナップは「セレクションガイド」タブでご覧いただけます。なお、当社のシングルフォトンディテクタは、単一光子の計数に適した唯一のアバランシェフォトディディテクタです。

すべての技術データは、温度23±5°C、相対湿度45%±15%(結露なし)の条件下で有効です。

Item #APD431A
Detector TypeSilicon APD
Wavelength Range400 - 1000 nm
Output Bandwidth (3 dB)aDC - 400 MHz
ThreadingExternal M12 x 0.5
Active Area Diameter0.5 mm
Max Responsivity53 A/W @ 800 nm (M = 100)
M Factor10 - 100 (Continuous)
M Factor Temperature Stability±2% (Typical); ±3% (Max)
Transimpedance Gainb5 kV/A (50 Ω Termination)
10 kV/A (High-Z Termination)
Max Conversion Gainc5.3 × 105 V/W
CW Saturation Powerd8.0 µW @ 800 nm, M = 100
80 µW @ 800 nm, M = 10
Max Input Powere1 mW
Minimum NEPf0.14 pW/√Hz (DC - 100 MHz)
Integrated Noise5.5 nW (RMS, DC - 400 MHz)
Electrical Output, ImpedanceBNC, 50 Ω
Max Output Voltage Swingb2.0 V (50 Ω Termination)
4.1 V (High-Z Termination)
DC Offset Electrical Output< ±3 mV
Included Power SupplygLDS12B, ±12 V @ 250 mA (100/120/230 VAC, 50 - 60 Hz, Switchable)
General
Operating Temperature Range0 to 40 °C (Non-Condensing)
Storage Temperature Range-40 to 70 °C
Dimensions (H x W x D)2.93" x 2.20" x 1.33"
(74.5 mm x 55.8 mm x 33.7 mm)
Weight0.122 kg
  • 最大利得設定時
  • 最良の性能を得るために、50 Ωで終端することをお勧めします。
  • ピーク感度波長において
  • 自由空間光の入力時
  • この値はフォトダイオードの損傷閾値です。
  • NEPの計算方法についてはNoise Equivalent Power White Paperをご覧ください。
  • 交換用電源を別途ご用意しております(下記参照)。
APD431A ResponsivityClick to Enlarge
生データはこちらからダウンロードいただけます
フォトディテクタAPD431Aの典型的な感度曲線
APD431A Frequency ResponseClick to Enlarge
生データはこちらからダウンロードいただけます
フォトディテクタAPD431Aの典型的な周波数応答曲線
APD431A Spectral NoiseClick to Enlarge
生データはこちらからダウンロードいただけます
フォトディテクタAPD431Aの典型的なノイズスペクトル

フォトディテクタ信号出力:BNCメス型

BNC Female

APD電源(電源ケーブル側):オス型

Pinout for PDA Power Cable

APD電源(フォトディテクタ側):メス型

Pinout for PDA Power Connector

</div

パルスレーザ:パワーとエネルギーの計算

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:   、 
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 :
 
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。
Pulsed Laser Emission Parameters
Click to Enlarge

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説明
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Pavg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Ppeak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 frep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

アバランシェフォトディテクタのセレクションガイド

Item #Detector
Type
Wavelength
Range
3 dB BandwidthActive Area
Diameter
M FactorTypical Max
Responsivity
Max
Conversion Gaina
Variable
Gain
Temperature
Compensated
Fiber-Coupledb
APD440A2UV Enhanced
Silicon APD
200 - 1000 nmDC - 0.1 MHz1 mm5 - 5025 A/W @ 600 nm (M = 50)1.25 x 109 V/WYes!Yes!-
APD410A2DC - 10 MHz0.5 mm5 - 5025 A/W @ 600 nm (M = 50)12.5 x 106 V/WYes!Yes!-
APD130A2DC - 50 MHz1 mm5025 A/W @ 600 nm (M = 50)2.5 x 106 V/W-Yes!-
APD430A2DC - 400 MHz0.2 mm10 - 10050 A/W @ 600 nm (M = 100)5.0 x 105 V/WYes!Yes!-
APD4105 - 900 MHzc0.2 mm5022 A/W @ 650 nm (M = 50)4.5 x 104 V/WdYes!Yes!-
APD440ASilicon APD400 - 1000 nmDC - 0.1 MHz1 mm10 - 10053 A/W @ 800 nm (M = 100)2.65 x 109 V/WYes!Yes!-
APD410ADC - 10 MHz1.0 mm10 - 10053 A/W @ 800 nm (M=100)26.5 x 106 V/WYes!Yes!-
APD130ADC - 50 MHz1 mm5025 A/W @ 800 nm (M = 50)2.5 x 106 V/W-Yes!-
APD430ADC - 400 MHz0.5 mm10 - 10053 A/W @ 800 nm (M = 100)5.3 x 105 V/WYes!Yes!-
APD431ADC - 400 MHze0.5 mm10 - 10053 A/W @ 800 nm (M = 100)5.3 x 105 V/WYes!Yes!Yes!
APD2105 - 1000 MHzc0.5 mm10050 A/W @ 800 nm (M = 100)2.5 x 105 V/WfYes!Yes!-
APD130CInGaAs APD900 - 1700 nmDC - 50 MHz0.2 mm109 A/W @ 1500 nm (M = 10)0.9 x 106 V/W-Yes!-
APD410CDC - 10 MHz0.2 mm4 - 2018 A/W @ 1550 nm (M = 20)9.0 x 106 V/WYes!Yes!-
APD430CDC - 400 MHz0.2 mm4 - 2018 A/W @ 1550 nm (M = 20)1.8 x 105 V/WYes!Yes!-
APD431CDC - 400 MHze0.2 mm4 - 2018 A/W @ 1550 nm (M = 20)1.8 x 105 V/WYes!Yes!Yes!
APD450C1260 - 1620 nm0.3 - 1600 MHz1.5 mmg2 - 109 A/W @ 1550 nm (M = 10)45 × 103 V/WYes!Yes!-
APD310850 - 1650 nm5 - 1000 MHzc0.04 mm300.9 A/W @ 1550 nm (M = 30)2.5 x 104 V/WhYes!Yes!-
  • 特記のない限りピーク感度波長における値
  • ファイバ結合型アバランシェフォトディテクタ(APD)にはM12 x 0.5ネジ付きフランジが付いており、当社のAPD用ファイバーコネクタアダプタを直接取り付けられます。このM12 x 0.5ネジ付きフランジは、当社のすべてのアバランシェフォトディテクタに追加することができます。詳細は当社 までお問い合わせください。
  • 最大周波数範囲:1 MHz~1600 MHz
  • 1 GHz、650 nmにおいて
  • 最大利得設定時
  • 1 GHz、800 nmにおいて
  • Ø1.5 mmボールレンズ付き75 µmディテクタ
  • 1 GHz、1500 nmにおいて

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Siアバランシェフォトディテクタ、ファイバ結合型

Item #a,bHousing
Featuresc
Wavelength
Range
Output Bandwidth (3 dB)dThreadingeActive Area DiameterMax ResponsivityTypical Performance GraphMax Conversion GainfM Factor Adjustment RangeMinimum NEPg,hPower
Supply
Included
APD431A400 - 1000 nmDC - 400 MHzExternal
M12 x 0.5
0.5 mm53 A/W @ 800 nm (M = 100)
Click Here for Raw Data
5.3 × 105 V/W10 - 100 (Continuous)0.14 pW/√HzYesi
  • 詳しい仕様は「仕様」タブをご参照ください。データは温度23 ± 5 °C、相対湿度45% ± 15%(結露なし)の条件下で有効です。
  • 型番のリンクをクリックすると製品画像をご覧いただけます。
  • 図をクリックすると筐体の詳細をご覧いただけます。
  • 最大利得設定時
  • M12 x 0.5ネジ付きのファイバーコネクタアダプタ(下記参照)に対応
  • ピーク感度波長において
  • DC~100 MHz
  • NEPの計算方法についての詳細はNoise Equivalent Power White Paperをご覧ください。
  • 各フォトディテクタには電源LDS12Bが付属します。交換用の電源もご用意しております(下記参照)。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
APD431A Support Documentation
APD431ASi Variable-Gain Avalanche Detector with Fiber Flange, Temperature Compensated, 400 - 1000 nm, DC - 400 MHz, 8-32 / M4 x 0.7 Taps
¥226,677
3-5 Weeks
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ファイバーコネクタアダプタ、ファイバ結合型アバランシェフォトディテクタ用

APD431A with APDF2-A AdapterClick to Enlarge
フォトディテクタAPD431Aに取り付けられたファイバーコネクターアダプタAPDF2-A
  • アバランシェフォトディテクタAPD431A(上記参照)のファイバ結合用アダプタ
  • シングルモードおよびマルチモードファイバに対応
  • 4種類のファイバコネクタに対応するアダプタをご用意
  • 可視光(VIS)検出用に2種類のコーティングをご用意

当社では、シングルモードおよびマルチモードファイバをフォトディテクタAPD431Aに接続するためのファイバーコネクターアダプタをご用意しております。これらの堅牢なアダプタを使用すると、再現性の高いファイバ結合を容易に行うことができます。 アダプタはコンパクトで、M12 x 0.5ネジを用いてアバランシェフォトディテクタ(APD)に直接取り付けられます。成型非球面レンズが内蔵されており、シングルモードファイバ、およびコア径200 μm、NA0.22のマルチモードファイバ用に最適化されています。それ以外の光ファイバにもご使用いただけますが、結合効率は多少低下します。コネクタ形状はFC/APC、FC/PC、LC/PCまたはSC/PCから、コーティングは350~700 nmまたは600~1050 nmからそれぞれお選びいただけます。赤外(IR)光検出用のコーティングが施されたアダプタについては、InGaAs APD用のファイバーコネクターアダプタをご参照ください。

Item #APDA2-AAPDA2-BAPDF2-AAPDF2-BAPDL-AAPDL-BAPDS-AAPDS-B
Fiber Connector TypeaFC/APC
Narrow-Key (2.0 mm)
FC/PC
Narrow-Key (2.0 mm)
LC/PCSC/PC
Built-In Lens355440-A355440-B355440-A355440-B355440-A355440-B355440-A355440-B
AR Coating Rangeb350 - 700 nm
(-A Coating)c
600 - 1050 nm
(-B Coating)d
350 - 700 nm
(-A Coating)c
600 - 1050 nm
(-B Coating)d
350 - 700 nm
(-A Coating)c
600 - 1050 nm
(-B Coating)d
350 - 700 nm
(-A Coating)c
600 - 1050 nm
(-B Coating)d
  • 各型名のリンクをクリックすると製品画像をご覧いただけます。
  • 入射角0°における平均反射率<0.5%
  • 生データはこちらからダウンロードいただけます。
  • 生データはこちらからダウンロードいただけます。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
APDA2-A Support Documentation
APDA2-AFC/APC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 350 - 700 nm
¥45,587
3-5 Weeks
APDA2-B Support Documentation
APDA2-BFC/APC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 600 - 1050 nm
¥45,587
Today
APDF2-A Support Documentation
APDF2-AFC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 350 - 700 nm
¥39,662
3-5 Weeks
APDF2-B Support Documentation
APDF2-BFC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 600 - 1050 nm
¥39,662
Lead Time
APDL-A Support Documentation
APDL-ALC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 350 - 700 nm
¥49,149
3-5 Weeks
APDL-B Support Documentation
APDL-BLC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 600 - 1050 nm
¥49,149
3-5 Weeks
APDS-A Support Documentation
APDS-ASC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 350 - 700 nm
¥49,149
3-5 Weeks
APDS-B Support Documentation
APDS-BSC/PC Avalanche Photodetector Fiber Connector Adapter, AR Coating: 600 - 1050 nm
¥49,149
3-5 Weeks
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アダプタ、SM1外ネジ&M12 x 0.5内ネジ付き

APD431A with SM1A610 AdapterClick to Enlarge
アダプタSM1A610を使用して、フォトディテクタAPD431AにレンズチューブSM1M10 が取り付けられています
  • アバランシェフォトディテクタAPD431A(上記参照)などのM12 x 0.5外ネジ付きコンポーネントに対応
  • SM1ネジ付きコンポーネント
  • に対応

アダプタSM1A610を使用すると、標準的なオプトメカニクス部品を用いて、フォトディテクタAPD431Aを自由空間光用ディテクタとしてご利用いただくことができます。このアダプタはM12 x 0.5内ネジを介してフォトディテクタAPD431Aに直接接続できます。さらに、標準的なSM1ネジ付きコンポーネントに対応するSM1外ネジが付いています。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
SM1A610 Support Documentation
SM1A610SM1外ネジ&M12 x 0.5内ネジ付きアダプタ
¥4,590
3-5 Weeks
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±12 VDC出力 リニア式ACアダプタ

電源ケーブル

Pinout for PDA Power Cables
  • アバランシェフォトディテクタAPD431A(上記参照)の交換用電源
  • ±12 VDC出力
  • 短絡回路を保護しオーバーロードを防ぐ電流リミット機能
  • LED表示付きのOn/Offスイッチ
  • AC入力電圧はスイッチ切り替え可能(100/120/230 VAC)
  • 長さ2 mのケーブルはLUMBERG製オス型コネクタRSMV3付き

この±12 VDC安定化リニア電源LDS12Bは、上記のアバランシェフォトディテクタAPD431Aに付属する電源の交換用製品です。 ケーブルに付いているコネクタは3ピンで、グランド用、+12 V用、-12 V用となっています(右図参照)。 また、日本国内仕様の電源ケーブルが付属します。 この電源は当社のPDAシリーズの増幅フォトディテクタPDBシリーズの差分フォトディテクタ(バランスディテクタ)PMMシリーズの光電子増倍管モジュールフェムト秒レーザ用オートコリレータFSACにも対応しています。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
LDS12B Support Documentation
LDS12B±12 VDC出力ACアダプタ、6W、100/120/230 VAC
¥12,816
Today