Cシリーズ 焦電エネルギーセンサー

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や小型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や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。

センサ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 #	PM100A	PM100D	PM400	PM320E
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Key Features	Analog Power Measurements	Digital Power and Energy Measurements	Digital Power and Energy Measurements, Touchscreen Control	Dual Channel
Compatible Sensors	Photodiode and Thermal Power	Photodiode and Thermal Power; Pyroelectric
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)	4.8" x 8.7" x 12.8" (122 mm x 220 mm x 325 mm)
Channels	1			2
External Temperature Sensor Input (Sensor not Included)	-	-	Instantaneous Readout and Record Temperature Over Time	-
External Humidity Sensor Input (Sensor not Included)	-	-	Instantaneous Readout and Record Humidity Over Time	-
GPIO Ports	-		4, Programmable	-
Source Spectral Correction	-	-		-
Attenuation Correction	-	-		-
External Trigger Input	-	-	-
Display
Type	Mechanical Needle and LCD Display with Digital Readout	320 x 240 Pixel Backlit Graphical LCD Display	Protected Capacitive Touchscreen with Color Display	240 x 128 Pixels Graphical LCD Display
Dimensions	Digital: 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)	3.7" x 2.4" (94.0 mm x 61.0 mm)
Refresh Rate	20 Hz		10 Hz (Numerical) 25 Hz (Analog Simulation)	20 Hz
Measurement Viewsa
Numerical
Mechanical Analog Needle		-	-	-
Simulated Analog Needle	-
Bar Graph	-
Trend Graph	-
Histogram	-		-
Statistics
Memory
Type	-	SD Card	NAND Flash	-
Size	-	2 GB	4 GB	-
Power
Battery	LiPo 3.7 V 1300 mAh		LiPo 3.7 V 2600 mAh	-
External	5 VDC via USB or Included AC Adapter		5 VDC via USB	Selectable Line Voltage: 100 V, 115 V, 230 V (±10%)

• 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。PM320Eを除く当社のすべてのパワーメーターコンソールはソフトウェアパッケージOptical Power Monitorによる(PC等での)制御が可能です。PM320Eには専用のソフトウェアパッケージがあります。

インターフェイス

Item #	PM101	PM102	PM101A	PM102A	PM101R	PM101U	PM102U	PM100USB
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Key Features	USB, RS232, UART, and Analog Operation		USB and Analog SMA Operation		USB and RS232 Operation	USB Operation		USB Operation
Compatible Sensors	PM101 Series: Photodiode and Thermal Power PM102 Series: Thermal Power and Thermal Position & Power							Photodiode and Thermal Power; Pyroelectric
Housing Dimensions (H x W x D)	3.80" x 2.25" x 1.00" (96.5 x 57.2 x 25.4 mm)		3.94" x 2.25" x 1.00" (100.0 x 57.2 x 25.4 mm)		3.78" x 2.25" x 1.00" (95.9 x 57.2 x 25.4 mm)	3.68" x 2.25" x 1.00" (93.6 x 57.2 x 25.4 mm)		3.67" x 2.38 " x 1.13" (93.1 x 60.4 x 28.7 mm)
Channels	1
External Temperature Sensor Input (Sensor Not Included)	NTC Thermistor		-
External Humidity Sensor Input (Sensor not Included)	-
GPIO Ports	-
Source Spectral Correction	-
Attenuation Correction	-
External Trigger Input	-
Display
Type	No Built-In Display; Controlled via GUI for PC
Refresh Rate	Up to 1000 Hza							Up to 300 Hza
Measurement Viewsb
Numerical	Requires PCb
Mechanical Analog Needle	-
Simulated Analog Needle	Requires PCb
Bar Graph	Requires PCb
Trend Graph	Requires PCb
Histogram	Requires PCb
Statistics	Requires PCb
Memory
Type	Internal Non-Volatile Memory for All Settings							-
Size	-
Power
Battery	-
External	5 VDC via USB or 5 to 36 VDC via DA-15		5 VDC via USB

• PCの設定によります。
• 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。

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	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。

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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や小型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 #	PM100A	PM100D	PM400	PM320E	PM101 Series	PM102 Series	PM100USB
Photodiode Power						-
Thermal Power
Thermal Position	-	-		-	-		-
Pyroelectric Energy	-				-	-

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。

Sensor Type	Applications	Item #	Wavelength	Energy or Power Range	Detector Type	Aperture	Response Time
Standard Sensors	General Purpose Power Measurements	S120VC	200 - 1100 nm	50 nW - 50 mW	Si	Ø9.5 mm	<1 s="" sup="">a
		S120C	400 - 1100 nm	50 nW - 50 mW		Ø9.5 mm
		S121C	400 - 1100 nm	500 nW - 500 mW		Ø9.5 mm
		S122C	700 - 1800 nm	50 nW - 40 mW	Ge	Ø9.5 mm
Slim Sensors	Power Measurements in Tight Spaces	S130VC	200 - 1100 nm	Dual Range: 5 nW - 5 mW or 50 nW - 50 mW	Si Slim	Ø9.5 mm
		S130C	400 - 1100 nm	Dual Range: 500 pW - 5 mW or 100 µW - 500 mW		Ø9.5 mm
		S132C	700 - 1800 nm	Dual Range: 5 nW - 5 mW or 100 µW - 500 mW	Gi Slim	Ø9.5 mm
Microscope Slide Sensor	Measure Power at the Sample Plane of a Microscope	S170C	350 - 1100 nm	10 nW - 150 mW	Si Large Area	18 mm x 18 mm
Integrating Sphere Sensors	Power Measurements for High Powers and Divergent Beams	S140C	350 - 1100 nm	1 µW - 500 mW	Si Integrating	Ø5 mm
		S142C	350 - 1100 nm	5 µW - 5 W		Ø12 mm
		S144C	800 - 1700 nm	100 nW - 500 mW	InGaAs Integrating	Ø5 mm
		S145C	800 - 1700 nm	1 µW - 3 W		Ø12 mm
		S146C	900 - 1650 nm	10 µW - 20 W		Ø12 mm
		S148C	1200 - 2500 nm	1 µW - 1 W		Ø5 mm
		S180C	2900 - 5500 nm	1 µW - 3 W	MCT (HgCdTe)	Ø7 mm
Fiber Sensors	Fiber Power Measurements and Field Applications	S150C	350 - 1100 nm	100 pW - 5 mW	Si Fiber	Ø5 mm
		S151C	400 - 1100 nm	1 nW - 20 mW		Ø5 mm
		S154C	800 - 1700 nm	100 pW - 3 mW	InGaAs Fiber	Ø5 mm
		S155C	800 - 1700 nm	1 nW - 20 mW		Ø5 mm

Sensor Type	Applications	Item #	Wavelength	Energy or Power Range	Detector Type	Aperture	Response Timeb
High Resolution	Broadband Measurements of Optical Powers ≤5 W with 1 µW or 5 µW Resolution	S401C	190 nm - 20 µm	10 µW - 1 W (3 Wc)	Thermal Surface Absorber with Background Compensation	Ø10 mm	1.1 s
		S405C	190 nm - 20 µm	100 µW - 5 W	Thermal Surface Absorber	Ø10 mm	1.1 s
Max Power: 10 W	General Broadband Power Measurements of Low and Medium Power Light Sources	S415C	190 nm - 20 µm	2 mW - 10 W (20 Wc)		Ø15 mm	0.6 s
		S425C	190 nm - 20 µm	2 mW - 10 W (20 Wc)		Ø25.4 mm	0.6 s
Max Power: 40 W to 200 W		S350C	190 nm - 1.1 µm, 10.6 µm	10 mW - 40 W (60 Wc)		Ø40 mm	9 s (1 s from 0 to 90%)
		S425C-L	190 nm - 20 µm	2 mW - 50 W (75 Wc)		Ø25.4 mm	0.6 s
		S322C	250 nm - 11 µm	100 mW - 200 W (250 Wc)		Ø25 mm	5 s (1 s from 0 to 90%)
High Max Power Density	Optical Power Measurements of Nd:YAG and Other Pulsed Laser Sources	S370C	400 nm - 5200 nm	10 mW - 10 W (15 Wc)	Thermal Volume Absorber	Ø25 mm	45 s (3 s from 0 to 90%)
		S470C	250 nm - 10.6 µm	100 µW - 5 W		Ø15 mm	6.5 s (<2 s="" from="" br=""> 0 to 90%)
Microscope Slide	Measure Power at the Sample Plane of a Microscope	S175C	300 nm - 10.6 µm	100 µW - 2 W	Thermal Surface Absorber	18 mm x 18 mm	3 s (<2 s="" from="" br=""> 0 to 90%)

Sensor Type	Applications	Item #	Wavelength	Power Range	Detector Type	Aperture	Response Timeb
High Resolution	Precise Beam Position and Power Measurements from Low and Medium Power Lasers	S440C	190 nm - 20 µm	0.5 mW - 5 W	Thermal Absorber, Four Quadrants	17 x 17 mm	<1.1 s="" td="">
High Power		S442C	190 nm - 20 µm	10 mW - 50 W	Thermal Absorber, Four Quadrants	Ø17.5 mm	<0.6 s="" td="">

Sensor Type	Applications	Item #	Wavelength	Energy or Power Range	Detector Type	Aperture	Response Time
Standard Energy Sensors	General Purpose Energy Meter	ES111C	185 nm - 25.0 µm	10 µJ - 150 mJ	Pyroelectric	Ø11 mm	N/Ad
		ES120C	185 nm - 25.0 µm	100 µJ - 500 mJ		Ø20 mm
		ES145C	185 nm - 25.0 µm	500 µJ - 2 J		Ø45 mm
High Energy Sensors	High Energy Measurements for High Peak Energy Lasers: Excimer, CO2-TEA, and Nd:YAG	ES220C	185 nm - 25.0 µm	500 µJ - 3 J	Pyroelectric Ceramic Coating	Ø20 mm
		ES245C	185 nm - 25.0 µm	1 mJ - 15 J		Ø45 mm

• 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。

Sensor Options
(Arranged by Wavelength Range)

Sensor Options
(Arranged by Power Range)