Products HomeInGaAs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 900 - 1700 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
APD431C
InGaAs Fiber-Coupled
Avalanche Photodetector
APDL-B
LC/PC Fiber Connector Adapter, 600 - 1050 nm
APDF2-C
FC/PC Fiber Connector Adapter, 1050 - 1700 nm
APDA2-B
FC/APC Fiber Connector Adapter, 600 - 1050 nm
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| Avalanche Photodiode Selection Guidea |
|---|
| Free-Space Si APDs |
| Fiber-Coupled Si APDs |
| Free-Space InGaAs APDs |
| Fiber-Coupled InGaAs APDs |
Click to EnlargeファイバーコネクターアダプタAPDA2-C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APD431C
特長
- 波長範囲: 900～1700 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：4～20)
- 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InGaAsアバランシェフォトディテクタ(APD)は、900～1700 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APD431C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4～20の範囲で調整できます。
ディテクタAPD431C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APD431Cは、既存の自由空間光用アバランシェフォトディテクタAPD430C/M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(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600～1050 nmまたは1050～1700 nmからお選びいただけます。
Click to EnlargeフォトディテクタAPD431C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APD431C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InGaAsアバランシェフォトディテクタAPD430C/M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InGaAs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APD431C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 # | APD431C |
|---|---|
| Detector Type | InGaAs APD |
| Wavelength Range | 900 - 1700 nm |
| Output Bandwidth (3 dB)a | DC - 400 MHz |
| Threading | External M12 x 0.5 |
| Active Area Diameter | 0.2 mm |
| Max Responsivity | 18 A/W @ 1550 nm (M = 20) |
| M Factor | 4 - 20 (Continuous) |
| M Factor Temperature Stability | ±2% (Typical); ±3% (Max) |
| Transimpedance Gainb | 5 kV/A (50 Ω Termination) 10 kV/A (High-Z Termination) |
| Max Conversion Gainc | 1.8 × 105 V/W |
| CW Saturation Powerd | 22 µW @ 1550 nm (M = 20) 110 µW @ 1550 nm (M = 4) |
| Max Input Powere | 1 mW |
| Minimum NEPf | 0.45 pW/√Hz (DC - 100 MHz) |
| Integrated Noise | 17 nW (RMS, DC - 400 MHz) |
| Electrical Output, Impedance | BNC, 50 Ω |
| Max Output Voltage Swingb | 2.0 V (50 Ω Termination) 4.1 V (High-Z Termination) |
| DC Offset Electrical Output | < ±3 mV |
| Included Power Supplyg | LDS12B, ±12 V @ 250 mA (100/120/230 VAC, 50 - 60 Hz, Switchable) |
| General | |
| Operating Temperature Range | 0 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) |
| Weight | 0.122 kg |
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Click to Enlargeフォトディテクタ信号出力：BNCメス型
APD電源(電源ケーブル側)：オス型
APD電源(フォトディテクタ側)：メス型
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 | ||||
 | 、 |  | ||
 | ||||
 | ||||
 | ||||
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。 | |||
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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 | 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 Bandwidth | Active Area Diameter | M Factor | Typical Max Responsivity | Max Conversion Gaina | Variable Gain | Temperature Compensated | Fiber-Coupledb |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| APD440A2 | UV Enhanced Silicon APD | 200 - 1000 nm | DC - 0.1 MHz | 1 mm | 5 - 50 | 25 A/W @ 600 nm (M = 50) | 1.25 x 109 V/W |  | | - |
| APD410A2 | DC - 10 MHz | 0.5 mm | 5 - 50 | 25 A/W @ 600 nm (M = 50) | 12.5 x 106 V/W | | | - | ||
| APD130A2 | DC - 50 MHz | 1 mm | 50 | 25 A/W @ 600 nm (M = 50) | 2.5 x 106 V/W | - | | - | ||
| APD430A2 | DC - 400 MHz | 0.2 mm | 10 - 100 | 50 A/W @ 600 nm (M = 100) | 5.0 x 105 V/W | | | - | ||
| APD410 | 5 - 900 MHzc | 0.2 mm | 50 | 22 A/W @ 650 nm (M = 50) | 4.5 x 104 V/Wd | | | - | ||
| APD440A | Silicon APD | 400 - 1000 nm | DC - 0.1 MHz | 1 mm | 10 - 100 | 53 A/W @ 800 nm (M = 100) | 2.65 x 109 V/W | | | - |
| APD410A | DC - 10 MHz | 1.0 mm | 10 - 100 | 53 A/W @ 800 nm (M=100) | 26.5 x 106 V/W | | | - | ||
| APD130A | DC - 50 MHz | 1 mm | 50 | 25 A/W @ 800 nm (M = 50) | 2.5 x 106 V/W | - | | - | ||
| APD430A | DC - 400 MHz | 0.5 mm | 10 - 100 | 53 A/W @ 800 nm (M = 100) | 5.3 x 105 V/W | | | - | ||
| APD431A | DC - 400 MHze | 0.5 mm | 10 - 100 | 53 A/W @ 800 nm (M = 100) | 5.3 x 105 V/W | | | | ||
| APD210 | 5 - 1000 MHzc | 0.5 mm | 100 | 50 A/W @ 800 nm (M = 100) | 2.5 x 105 V/Wf | | | - | ||
| APD130C | InGaAs APD | 900 - 1700 nm | DC - 50 MHz | 0.2 mm | 10 | 9 A/W @ 1500 nm (M = 10) | 0.9 x 106 V/W | - | | - |
| APD410C | DC - 10 MHz | 0.2 mm | 4 - 20 | 18 A/W @ 1550 nm (M = 20) | 9.0 x 106 V/W | | | - | ||
| APD430C | DC - 400 MHz | 0.2 mm | 4 - 20 | 18 A/W @ 1550 nm (M = 20) | 1.8 x 105 V/W | | | - | ||
| APD431C | DC - 400 MHze | 0.2 mm | 4 - 20 | 18 A/W @ 1550 nm (M = 20) | 1.8 x 105 V/W | | | | ||
| APD450C | 1260 - 1620 nm | 0.3 - 1600 MHz | 1.5 mmg | 2 - 10 | 9 A/W @ 1550 nm (M = 10) | 45 × 103 V/W | | | - | |
| APD310 | 850 - 1650 nm | 5 - 1000 MHzc | 0.04 mm | 30 | 0.9 A/W @ 1550 nm (M = 30) | 2.5 x 104 V/Wh | | | - |
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| Item #a,b | Housing Featuresc | Wavelength Range | Output Bandwidth | Threadinge | Active Area Diameter | Max Responsivity | Typical Performance Graph | Max Conversion Gainf | M Factor Adjustment Range | Minimum NEPg,h | Power Supply Included |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| APD431C |  | DC - 400 MHz | External M12 x 0.5 | 0.2 mm | 18 A/W @ 1550 nm (M = 20) |  Click Here for Raw Data | 1.8 × 105 V/W | 4 - 20 (Continuous) | 0.45 pW/√Hz | Yesi |
ズーム
Click to EnlargeフォトディテクタAPD431Cに取り付けられたファイバーコネクターアダプタAPDF2-C
- アバランシェフォトディテクタAPD431C(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
- 赤外(IR)光検出用に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APD431C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600～1050 nmまたは1050～1700 nmからそれぞれお選びいただけます。可視(VIS)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、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-B | APDA2-C | APDF2-B | APDF2-C | APDL-B | APDL-C | APDS-B | APDS-C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fiber Connector Typea | FC/APC Narrow-Key (2.0 mm) | FC/PC Narrow-Key (2.0 mm) | LC/PC | SC/PC | ||||
| Built-In Lens | 355440-B | 355440-C | 355440-B | 355440-C | 355440-B | 355440-C | 355440-B | 355440-C |
| AR Coating Rangeb | 600 - 1050 nm (-B Coating)c | 1050 - 1700 nm (-C Coating)d | 600 - 1050 nm (-B Coating)c | 1050 - 1700 nm (-C Coating)d | 600 - 1050 nm (-B Coating)c | 1050 - 1700 nm (-C Coating)d | 600 - 1050 nm (-B Coating)c | 1050 - 1700 nm (-C Coating)d |
ズーム
Click to Enlarge- アバランシェフォトディテクタAPD431C(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
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APD431C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APD431C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。
ズーム
電源ケーブル
- アバランシェフォトディテクタAPD431C(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APD431C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。
 InGaAsアバランシェフォトディテクタ、ファイバ結合型 |