シングルフォトンディテクター


  • Single Photon Detection or Counting Modules
  • Low Max Dark Counts: 60 Hz - 1500 Hz
  • Detector Sizes of Ø20 µm, Ø50 µm, Ø100 µm, or Ø500 µm
  • Active Quenching and Temperature Stabilization

SPCM50A

Single Photon Counting Module 

Post and
Post Holder
Not Included

SPDMA

Single Photon Detection Module with Adjustable Gain

Single Photon Counting Modules Have a Fan-Cooled Heat Sink for Temperature Stabilization

SPDMH2F

Single Photon Detection Module with Fixed Gain, FC/PC Connector

SPDMH3

Single Photon Detection Module with Fixed Gain

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PDE Comparison
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モジュールSPDMA(利得の最大時と最小時)、SPDMHx、およびSPCMxxA(/M)のフォトン検出効率(PDE)の波長依存性を示しています。それぞれの動作波長範囲は、SPDMAは350 nm~1100 nm、SPDMHxは400 nm~1000 nm、SPCMxxA(/M)は350 nm~900 nmです。

用途

  • 単一分子の分光
  • 分光測光法
  • フローサイトメトリ
  • フォトン相関分光法
  • 量子光学
  • LiDAR

特長

  • シングルフォトンの検出用または計数用のモジュール
  • 可視(VIS)および近赤外(NIR)域に感度
  • 低い最大ダークカウントレート:60 Hz~1500 Hz(Max)
  • ディテクタのサイズは4種類: Ø20 µm、Ø50 µm、Ø100 µm、Ø500 µm
  • アクティブクエンチング
  • 温度安定化
  • パルス出力
  • TTLゲート/トリガ入力

当社ではシングルフォトン用の検出モジュールおよびカウンターモジュールとして、フォトン検出効率(PDE)、ディテクタのサイズ、利得(固定/可変)、波長範囲などの異なる様々な製品をご用意しております。シングルフォトン検出モジュールSPDMAの波長域は350~1100 nmで、利得は連続的に調整できます。SMA端子からのTTL出力はオシロスコープや外部カウンタでモニタできます。一方、利得固定型のシングルフォトン検出モジュールSPDMHxの波長域は400~1000 nmですが、右のグラフに示すように近赤外域においてより高いフォトン検出効率(PDE)を有し、また最大ダークカウントレートも低くなっています。TTL出力パルスはLEMOコネクタからモニタできます。シングルフォトンカウンターモジュールSPCMxxA/Mには31ビットのフォトンカウンタが内蔵されており、ディテクタの制御と出力読み取り用のソフトウェアパッケージが付属しています。波長範囲は350~900 nmです。各ディテクタのフォトン検出効率(PDE)の比較を右のグラフに示します。

シングルフォトンを検出する各モジュールには、シリコンアバランシェフォトダイオードが使用されています(動作原理については「チュートリアル」タブをご覧ください)。シングルフォトン検出用のダイオードにアクティブクエンチング回路が組み込まれているため計数効率が向上し、モデルによっては35~45 nsごとにフォトンを検出できます。このダイオードはアクティブに温度安定化されており、モデルや設定によっては60 Hz~1500 Hzの低い最大ダークカウントレートが得られ、fWのパワーレベルまで検出できます。全てのモジュールの詳細な仕様は「仕様」タブをご覧ください。

カウンターモジュールSPCMxxA/M用のソフトウェア

シングルフォトンカウンターモジュールにはGUIを含むソフトウェアが付属しているので、ご購入後すぐにお使いいただけます。ソフトウェアによって、次の動作モードが設定できます。

  • マニュアルモード: Start/Stopボタン(トグルスイッチ)を押して、手動でカウンタの開始/停止を行うモード
  • フリーランニングタイマーカウンタ: Bin Lengthで指定された時間内での入射フォトン数をカウントするモード
  • 外部トリガ式タイマーカウンタ: Bin Lengthで指定された時間内での入射フォトン数のカウントを、外部トリガ信号で開始するモード
  • 外部トリガ式カウンタ: カウンタの開始/停止を外部トリガ信号により行うモード
  • 外部ゲーティング: カウンタの開始/停止およびAPDのバイアス電圧のON/OFF(ゲーティング)を外部ゲート信号で行うモード

ソフトウェアおよび動作モードの詳細は「ソフトウェア」タブをご覧ください。

Key Specificationsa
Item #SPDMASPDMH2SPDMH2FSPDMH3SPDMH3FSPCM20A(/M)SPCM50A(/M)
TypeSingle Photon Detection ModuleSingle Photon Detection ModuleSingle Photon Counting Module
Wavelength Range350 - 1100 nm400 - 1000 nm350 - 900 nm
Dark Count Rate@ Min Gain:
< 75 Hz (Typical); <400 Hz (Max)
@ Max Gain:
< 300 Hz (Typical); <1500 Hz (Max)
100 Hz (Max)250 Hz (Max)25 Hz (Typical)
60 Hz (Max)
150 Hz (Typical)
200 Hz (Max)
Active Detector SizeØ500 µmØ100 µmb (Nominal)Ø20 µmØ50 µm
Connector StyleFree SpaceFree SpaceFC/PCFree SpaceFC/PCFree SpaceFree Space
SoftwareNoNoYes
  • 仕様の詳細は「仕様」タブをご覧ください。
  • シリコンアバランシェフォトダイオードの受光面サイズは100 μm以上あります。モジュールSPDMH2FおよびSPDMH3Fは、「仕様」タブに記載されているように光ファイバ用に最適化されています。予めアライメントされた屈折率分布型(GRIN)レンズにより、光はディテクタ中心の直径70 μm以下のスポットに集光されます。
Item #SPDMASPDMH2SPDMH2FSPDMH3SPDMH3FSPCM20A(/M)SPCM50A(/M)
Detector
Detector TypeSi Avalanche Photodetector
Wavelength Range350 nm - 1100 nm400 nm - 1000 nm350 nm - 900 nm
Active Detector SizeØ500 µmØ100 µma (Nominal)Ø20 µmØ50 µm
Gain Adjustment Factor (Typical)4N/AN/A
Typical Photon Dectection Efficiency@ Max Gain
58% @ 500 nm
66% @ 650 nm
43% @ 820 nm
10% @ 405 nmb
50% @ 520 nmb
70% @ 670 nmb
60% @ 810 nmb
35% @ 500 nm
PDE Variation at Constant Temperature (Typical)N/A~1%~5%~1%~5%N/A
Dark Count Rate@ Min Gain:
< 75 Hz (Typical);
<400 Hz (Max)
@ Max Gain:
< 300 Hz (Typical);
< 1500 Hz (Max) 
100 Hz (Max)250 Hz (Max)25 Hz (Typical);
60 Hz (Max)
150 Hz (Typical);
200 Hz (Max)
Count Rate @ Max Gain:
20 MHz (Typical);
> 10 MHz (Min)
20 MHz (Max)28 MHz (Max)22 MHz (Max)
Timing Resolution (Typical)N/A1000 psN/A
Dead Time < 35 ns (@ Max Gain)45 ns (Typical)35 ns (Typical)45 ns (Typical)
APD Gating DelaycN/AN/A18 ns (Typical)
Gate / Trigger In to Pulse Out DelaydN/AN/A28 ns (Typical)
Delay Between Photon Impact and
TTL Pulse (Typical)
N/A30 nsN/A
Afterpulse Probability1% (Typical @ Min Gain)0.2% (Typical)3%
APD Temperature Stability< 0.01 KN/A< 0.1 K
Trigger Input TTL Signal
   Low (Closed)
   High (Open)

< 0.8 Ve
> 2 Ve

0.5 Vf
2.4 Vf

< 0.8 V
> 2 V
Trigger Input Response Time
  Closing Signal
  Opening Signal

N/A
N/A

15 ns (Typ) to 20 ns (Max)
60 ns (Typ) to 65 ns (Max)

N/A
N/A
Output Pulse Width @ 50 Ω Load10 ns (Min); 15 ns (Typ);
20 ns (Max)
15 ns (Typ); 17 ns (Max)N/A
Output Pulse Amplitude @ 50 Ω Load
   TTL High
   TTL Low

3.5 V
0 V

3 V (Typical)
N/A

3.5 V
0 V
Input Fiber Compatibility
Fiber ConnectorN/AN/AFC/PCN/AFC/PCN/A
Input Fiber Core Diameter (Max)N/AN/A< 105 μmN/A< 105 mN/A
Numerical Aperture (NA)N/AN/A≤0.29N/A≤0.29N/A
General
Dimensions (W x H x D)72.0 x 51.3 x 27.4 mm
(2.83' x 2.02' x 1.08')
105.6 x 40.1 x 76.0 mm
(4.16' x 1.58' x
2.99')
116.0 x 40.1 x 76.0 mm
(4.57' x 1.58' x
2.99')
105.6 x 40.1 x 76.0 mm
(4.16' x 1.58' x
2.99')
116.0 x 40.1 x 76.0 mm
(4.57' x 1.58' x
2.99')
85.0 x 76.5 x 36.2 mm
(3.35" x 3.0" x 1.43")
Operating Temperatureg0 °C - 35 °C10 °C - 40 °Ch0 °C - 40 °C
Storage Temperature Range-40 °C - 70 °C-20 °C - 70 °C-40 °C - 70 °C
Power Supply± 12 V, 0.3 A / 5 V, 2.5 A±12 V, 0.8 A6 VDC / 1.5 A
Power Supply for Operation @ 1 MHzN/A±12 V, 0.2 AN/A
  • シリコンアバランシェフォトダイオードの受光面サイズは100 μm以上あります。ディテクタSPDMH2FおよびSPDMH3Fは、上記のように光ファイバ用に最適化されています。予めアライメントされた屈折率分布型(GRIN)レンズにより、光はディテクタ中心の直径70 μm以下のスポットに集光されます。
  • 仕様はFC/PCコネクタ無しのモジュールにおいて有効です。
  • 外部ゲーティングモードにおける仕様:トリガ信号(Gate/Trigger In)の入力からAPDのゲーティングまでの遅延時間
  • 外部ゲーティングモードにおける仕様:トリガ信号(Gate/Trigger In)の入力からパルス出力(Pulse Out)までの遅延時間
  • TTL信号が接続されていない場合はデフォルトで> 2 Vとなり、パルス出力端子から信号が出力されます。0.8 V~2 Vにおけるディテクタの動作は定義されていません。
  • TTL信号が接続されていない場合はデフォルトで> 2.4 Vとなり、パルス出力端子から信号が出力されます。
  • 結露無しの場合
  • 最大湿度:40 °Cにおいて85%

シングルフォトンディテクタの動作原理

ガイガーモードで動作されるアバランシェフォトダイオード(APD)は、単一光子を検出することができます。この単一光子検知は、降伏電圧より高い電圧(図1のA点)で APDをバイアスすることにより実現されます。フォトンが到着してアバランシェ、つまりアバランシェ(なだれ)が発生する時(B点)まで、準安定状態を保ちます。このアバランシェは、APD内のアクティブクエンチング回路によって消滅し(C点)、バイアス電圧を降伏電圧(図1のVBR)より下げます。APD内のアクティブクエンチング回路によってバイアス電圧を降伏電圧(図1のVBR)より下げることにより、このアバランシェは鎮められます(C点)。

電流電圧特性
Thorlabs Single Photon Counter SPCM in Geiger Mode
図1:ガイガーモードで作動させたアバランシェフォトダイオードの電流・電圧特性

その後、過剰バイアス電圧は元に戻ります。ダイオードのパルスデッドタイム(不感時間)と呼ばれているこの間、APDはどんな入射光子も検知しません。ダイオードが準安定状態にあるとき、アバランシェが自然に誘発される場合があります。ランダムに自然に誘発されたなだれのカウント数をダークカウントレート(暗計数率)といいます。自然誘発が引き起こすアバランシェがフォトンによって生じるパルスと同期している場合、そのパルスをアフターパルスといいます。このような測定中のア フターパルスをブロックするために、ソフトウェアにパルスのデッドタイムを設定することが可能で、これによりシングルフォトンディテクタ内部のカウンタは、このパルスデッドタイムの間に生じるパルスをすべて無視することができます。

定義

ガイガーモード:
このモードでは、ダイオードを降伏閾電圧よりわずかに高い電圧で作動させます。これにより、フォトンの吸収や熱変動により生じる一対の電子-正孔のペアがトリガーとなり、強いなだれ現象(アバランシェ)が発生します。

ダークカウントレート(暗計数率):
入射光がない場合に検知されたカウントの平均値で、実際のフォトンによって出力される信号の最小値を決定します。誤検知の原因は主に熱なので、冷却されたディテクタを使うことによって効果的に抑えることができます。

アクティブクエンチング:アバランシェ電流の急激な始動を検知して一時的にバイアス電圧を降伏電圧より下まで素早く下げる高速弁別機能です。この後、バイアスは次のフォトン検出が可能になる降伏電圧より上の値まで戻ります。

デッドタイム(不感時間):ディテクタが測定可能な状態に戻るまでの時間間隔の事を指し、この間ディテクタは入射光子を検知しません。アクティブクエンチング回路に固有のデッドタイムの比率は、入射したフォトンに対して検知されなかったフォトンの率、として定義することも可能です。

アフターパルス:
アバランシェが発生している最中に、電荷の一部が高電場領域に捕獲されることがあります。これらの電荷が放出されると、次のアバランシェを誘発します。これらの誤カウント現象をアフターパルスといいます。捕獲された電荷の寿命は、マイクロ秒の1/10程度なので、アフターパルスは信号パルスの直後に起こる場合が多いです。

ソフトウェア

バージョン 1.1

下のボタンをクリックしてシングルフォトンカウンタ用ソフトウェアページをご覧ください。

Software Download

ソフトウェア

シングルフォトンカウンターモジュールSPCMxxA/Mには、GUIを含むソフトウェアが付属しているので、ご購入後すぐにお使いいただけます。シングルフォトンディテクタSPDMAおよびSPDMHxにはソフトウェアは付属していませんが、ご使用になるうえで必要なソフトウェアはありません。

ソフトウェアによって、次の動作モードが設定できます。

マニュアルモード:
カウンタはStart/Stopボタンを手で押すだけで起動および停止を行います(トグル機能)。タイマーは起動するごとにリセットされます。

フリーランニングタイマーカウンタ:
回数(例:測定回数)と、連続シーケンス間の最小間隔を設定することができます。

外部トリガ式タイマーカウンタ:
このモードでは、外部トリガ信号によってタイマを起動したり、設定時間内の入射光子をカウントします。アクティブのトリガースロープ(立ち上がりまたは立ち下がり)を選択することができます。

外部トリガーカウンタ:
このモードでは、外部トリガ信号によってカウンタを起動および停止します。

外部ゲーティング:
カウンタとAPDは、外部から起動されます。

測定の設定:
このアレイモードでは、データ値はそれぞれアレイ状に記録されます。連続モードでは、プリセット番号の後に測定は再起動されます。どちらのモードも、テキストファイルとして保存できます。測定結果は、バー(カウント対測定回数のXYバー)、グラフ(曲線)、表(数値)、アライメント(補足情報付きの数値)で 表示されます。 測定回数は設定でき、繰り返し測定も可能です。


Posted Comments:
Kshitija MIrkale  (posted 2022-05-17 23:06:37.24)
Hello, My senior developed labview interface using 32 bit labview driver TLSPCM. but now I am unable to use it with 64 bit system. I would like to know if there is any other 64 bit version of same driver. Please help.
wskopalik  (posted 2022-05-24 05:51:26.0)
Thank you very much for your feedback! Unfortunately, there are only 32-bit LabView VIs available for the SPCM series. I will contact you directly to find a solution and to provide further assistance.
user  (posted 2022-04-14 15:45:03.553)
What is the timing jitter of SPDMA? There is an answer saying that there's timing jitter data on SPCM20A/SPCM50A but another answer from 2013 says that 20A has a FWHM timing jitter of 40 ps.
wskopalik  (posted 2022-05-02 09:42:58.0)
Thank you very much for your feedback. Unfortunately, we do not specify a timing jitter for the SPDMA at the moment. We might however be able to make some measurements and determine at least a ballpark figure for this jitter. Please feel free to contact me at europe@thorlabs.com so we can discuss this topic in more detail.
MKiess  (posted 2021-08-24 07:56:07.0)
Dear, SOOHEYONG LEE, thank you for your inquiry. Negative and positive pulses can occur if you use a rather long cable and you have not terminated it with 50 ohms or have not set 50 ohms on the oscilloscope. This leads to ringing, which can show both positive and negative pulses. I have contacted you directly to discuss your application and further details on this with you.
Ben Sparkes  (posted 2021-03-10 21:56:12.767)
Dear Thor Labs, I was wondering what the timing jitter on your single photon detectors (SPCM20A/SPCM50A) is? Cheers, Ben
MKiess  (posted 2021-03-17 06:07:17.0)
Dear Ben, thank you for your inquiry. Unfortunately, we do not have data regarding the timing jitter for these two detectors.
Clara Spetebroodt  (posted 2020-09-30 13:08:44.427)
Dear Thorlabs team, Is it necessary to cover the whole sensor area of SPCM50A ? Best regards
MKiess  (posted 2020-10-01 09:47:33.0)
Dear Clara, thank you very much for your inquiry. It is not necessary to illuminate the entire active detector area to make a photon measurement.
Chul Woo Ahn  (posted 2020-08-18 00:35:12.52)
I would like to set up the Hanbury Brown and Twiss interferometer. I would like to know if it is possible to experiment with these 2 detectors and software. Thank you.
dpossin  (posted 2020-08-19 03:12:19.0)
Dear Chul Woo Ahn, Thank you for your feedback. We do have loan devices of our SPCM50A/M. I am reaching out to you in order to discuss the modalities.
Vygandas Jarutis  (posted 2019-11-15 07:27:48.693)
We have exactly the same question as was posted by Daniel Borrero, i.e. can we use 2 detectors simultaneously, and trigger one of the detector with the output of the other?
MKiess  (posted 2019-11-15 11:46:38.0)
This is a response from Michael at Thorlabs. Thank you very much for your inquiry! The SPCM50A has a trigger input. This means, you can send an external TTL trigger signal. Furthermore there are different external trigger modes. However, the SPCM20A cannot output a trigger signal. I contacted you directly to discuss the possibilities for your application and to provide further assistance.
Daniel Borrero  (posted 2019-10-28 12:15:12.453)
I would like to do coincidence counting, I would like to know if I can use 2 detectors simultaneously, and trigger one of the detector with the output of the other and somehow carry out the correlation measurement. I would like to set up a Hong Ou Mandel interferometer, and I would like to know if I can do the measurements using this detector. Thanks!
MKiess  (posted 2019-10-29 12:38:37.0)
This is a response from Michael at Thorlabs. Thank you very much for your inquiry! That sounds like an interesting setup. This Single Photon Counter does not have a special trigger output. However, a current pulse is generated by an incoming photon passes a pulse shaping circuit, which is shortening the APD's output TTL pulse duration from 35...45ns to ~14ns. These pulses are applied to the SMA "Pulse Out" connector. Maybe we can use that pulse for your application. I contacted you directly to discuss details and feasibility.
George Brown  (posted 2019-08-15 17:56:30.86)
I would like to run the SPCM50A in a simple free-running mode. Will I need to download the Thorlabs software to do so? If so, will I need to separately install the National Instruments software?
MKiess  (posted 2019-08-20 04:35:13.0)
This is a response from Michael at Thorlabs. Thank you very much for your inquiry! To run the SPCM50A in a Free Running mode, you can simply download the Software for Single Photon Counter Module Series from our website. A NI-VISA Runtime Engine® is required to operate the Single Photon Counter. If NI-VISA is not installed yet, the installation package will install version 5.0.3 automatically.
Firoz Khan  (posted 2019-07-22 10:32:19.76)
Hello Sir, I am Dr. Firoz. I have two SPCM50A/M detectors. I want to employ these two detector simultaneously by using your provided software but only one detector go only in running mode. Can we handle two detector with one software simultaneously?
dpossin  (posted 2019-07-25 11:05:46.0)
Hello Dr. Firoz, Unfortunately it is not possible to drive more than one detector with our software simultaneously. Alternatively you could trigger the SPCMs externally.
rickkreidler  (posted 2018-09-17 13:14:45.387)
I need to do fluorescence decay time measurements on inorganic phosphor powders. I have acquired an Edinburgh Instruments EPLED 250 pulsed laser for this task. The laser output consists of pulses having FWHM 10 nm at peak wavelength 250 nm. The pulse frequency is adjustable from 20 MHz to 2.5 kHz in15 steps. My expected decay times are in the range of 0.5 to 20 microseconds which means that I should operate the EPLED source at frequencies of 50 to 2000 kHz. The average power of the EPLED laser at 10 kHz is 1.2 microwatts. The EPLED produces an internal trigger pulse -380 mV into 50 Ohm impedance. The time duration of the trigger pulse is 3-5 ns. The EPLED can also be triggered by an external TTL trigger pulse. It is necessary to trigger Single photon counter at the same time as the EPLED. I have attempted to do the measurements using a Thorlabs avalanche photodiode (APD130A2) without success. Although I can detect the lase pulse, there is not enough signal from my phosphor samples to detect and measure their decay curves. All I see is noise. I have therefore concluded that my only option is to use a single photon counter. I have been displaying my signals on a Tektronix 50 MHz two channel digital oscilloscope. I have been able to record the spectrum of my samples using an Ocean Optics usb2000+ spectrometer. Sampling times of the order of 40 seconds were needed this merely confirms that my samples were excited by the pulsed laser. I will need your advice on whether a Thorlabs single photon counter will be able to produce measured decay curves from my samples and if so how it should be set up. Please note that the quantum efficiency of my samples is ~80% for excitation by 250 nm radiation. Sincerely, Eric R. Kreidler
wskopalik  (posted 2018-09-20 04:59:09.0)
This is a response from Wolfgang at Thorlabs. Thank you very much for your inquiry! In general the single photon counters would be an improvement for the detection of the fluorescence signals. There are however a few critical points which depend on the details of your setup and which we should discuss in greater depth. I guess that the fluorescence is emitted randomly in all directions. So one would need to make sure that as much light as possible is collected by the photodiode in the counter. The wavelength of the fluorescence would need to be in the spectral range of the single photon counters (i.e. 350 - 900 nm) as well. And also the resolution in time is limited by the dead time of the counter which is 35 ns. This means that after the detection of a photon, the detector cannot detect a new photon for 35 ns. So for a decay time of 0.5 µs you would get about 15 measurement samples. I will contact you directly regarding these points so we can find a suitable solution.
y5shi  (posted 2018-06-21 14:11:41.163)
I wonder how should I mount this module to a Nikon upright microscope with C-mount? We can't do free-space coupling so I'm not sure what is the best way to integrate this module to the microscope. Should I use a multimode fiber for the coupling?
YLohia  (posted 2018-06-21 05:33:44.0)
In order to mount to a C-mount, you will have to use the SM1A9 adapter. We really do not recommend multimode fibers for this since the SPCM20A and SPCM50A have active sensor diameters of 20um and 50um, respectively, which is significantly smaller than the core size of most standard multimode fibers. We do, however, sell 10um and 25um core size multimode fibers here: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=351. I will reach out to you directly to discuss this further.
parksj003  (posted 2018-05-14 19:38:04.24)
I would like to measure the tail of fl. lifetime which is quite small to be measured. To make it measurable, we can increase the fl. intensity and selectively measure the tail by TTL gating function. But I am worrying about the pile up problem. So would you let me know that it gates TTL output only or inactivates the photon detection? I think if it only gates TTL output, it is not possible to avoidable the pile-up problem which resulting in inaccurate life time curve in tail. Thank you.
mvonsivers  (posted 2018-05-17 07:01:04.0)
This is a response from Moritz at Thorlabs. Thank you for your inquiry. It is possible to operate the Single Photon Counter Modules in External Gating mode. In this case, the external gating signal directly controls the APD bias voltage. Therefore, the photon detection is only activated when a gating signal is applied.
tjwoehl  (posted 2017-06-29 10:49:30.357)
I am looking to possibly use this SPCM detector for a photon correlation spectroscopy application on an optical microscope, similar to fluorescence correlation spectroscopy. What is the minimum bin size and the minimum bin interval that this detector can achieve? In this mode, does the software directly record photons/bin as a function of time? What mode would the detector typically run in for photon correlation spectroscopy?
swick  (posted 2017-07-04 03:41:24.0)
This is a response from Sebastian at Thorlabs. Thank you for the inquiry. The Bin length and the Time Between Bins can be set from 0.000001 to 2147,483647 seconds. For example you can use the Free Running Timer Counter for counting incident photons for a certain number of "Time Bin Lengths". In order to recommend the correct operation mode for you application, I have contacted you directly for assistance.
cpepe  (posted 2016-03-21 10:53:52.76)
Hi, I was wondering what the timing resolution is for the SPCM detectors?
tschalk  (posted 2016-03-22 07:27:02.0)
This is a response from Thomas at Thorlabs. The specification of the max. count rate is 28MHz for SPCM20A and 22MHz for SPCM50A. I will contact you directly to discuss your application.
m.traulsen  (posted 2014-05-20 17:00:09.94)
Hello, my application is distance measurement and therefore the minimal time bin length of 1 microsecond is way too long. If I use the externally triggered counter mode can I achieve shorter bin length and therefore faster counting? And also If I use the external gating mode what is the shortest bin length then? And if I gate fairly fast (let's say 15 MHz so too fast for the software) am I still able to measure perfectly with my TSCPC or oscilloscope?
tschalk  (posted 2014-05-23 11:07:42.0)
This is a response from Thomas at Thorlabs. Unfortunately, it is not possible to achieve shorter bin length with external triggering. You can use the software and external gating mode at 10MHz. It is also possible to use 20MHz gating frequency using an oscilloscope for the readout. I will contact you directly for more detailed information.
esolarte  (posted 2013-03-03 06:06:38.3)
Can I detect 20ps photon pulses @ 780nm, with your SPCM20A? if yes, what is the time resolution of this detector? Need I some especial (additional) electronics?
cdaly  (posted 2013-03-06 14:39:00.0)
Response from Emily at Thorlabs: Thank you for your inquiry! The SPCM20A would detect a 20ps pulse. The detector itself has a timing resolution (FWHM) of 40ps. The SPCM20A does not perform time correlated single photon counting. Therefore to make time correlated single photon counting you would need additional electronics. You can connect your external electronics to the pulse out connector which delivers a TTL pulse. I will contact you directly to discuss your application.

シングルフォトン検出モジュール、利得調整可能

  • 広い波長範囲:350 nm~1100 nm
  • 調整可能な利得
  • 72.0 mm x 51.3 mm x 27.4 mmのコンパクトなサイズ
  • Ø500 μmの受光面は入射開口の中心位置に配置

シングルフォトンディテクタモジュールSPDMAは、近赤外域までのフォトン検出効率(PDE)を有します。利得が調整可能なため、高いPDE(高利得)と低いダークカウント(低利得)の間で測定条件を最適化できます。モジュール側面のステータスを示すLEDにはカバーがあり、LED光が測定の妨げにならないようになっています。光電子増倍管とは異なり、この検出モジュールは不要な周辺光によるダメージを受けません。

光学系に柔軟に組み込めるよう、検出モジュールにはØ25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用レンズチューブに対応するSM1外ネジと、30 mmケージ部品に対応する4つの#4-40タップ穴が付いています。モジュールSPDMAは、ユニットの両側面および底面にある3つの#8-32/M4共用のコンビネジ取付け穴を使用して、ミリ規格またはインチ規格システムに取り付けることができます。

Housing Features
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検出モジュールSPDMAにはSM1外ネジが付いており、30 mmケージシステムに対応しています。また、内ネジ付きSM1カプラSM1T1と固定リングSM1RRが付属します。そのほか、利得調整用のネジとカバー付きのステータスLEDも付いています。

検出モジュールにはSM1内ネジの付いたSM1カプラSM1T1、固定リングSM1RR、繰返し使用できるプラスチック製保護カバーキャップが付属します。また、モジュールには日本国内用電源が付属します。

Item #SPDMAa
Detector TypeSi Avalanche Photodetector
Wavelength Range350 nm - 1100 nm
Photon Detection Efficiency
Active Detector SizeØ500 µm
Gain Adjustment Factor (Typical)4
Typical Photon Detection Efficiency
(@ Max Gain)
58% @ 500 nm
66% @ 650 nm
43% @ 820 nm
Dark Count Rate
< 75 Hz (Typical); < 400 Hz (Max) @ Min Gain
< 300 Hz (Typical); < 1500 Hz (Max) @ Max Gain
Count Rate20 MHz (Typical @ Max Gain)
  • 仕様の詳細については、「仕様」タブをご参照ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
SPDMA Support Documentation
SPDMASingle Photon Detection Module, 350 - 1100 nm, Ø500 µm Active Area
¥596,700
7-10 Days

シングルフォトン検出モジュール、利得固定

Item #SPDMH2aSPDMH2FaSPDMH3aSPDMH3Fa
Detector
Detector TypeSi Avalanche Photodetector
Wavelength Range400 nm - 1000 nm
Photon Detection
Efficiency
Active Detector SizebØ100 µm (Nominal)
Typical Photon
Detection Efficiencyc
10% @ 405 nm
50% @ 520 nm
70% @ 670 nm
60% @ 810 nm
Dark Count Rate (Max)
100 Hz250 Hz
Count Rate20 MHz (Max)
Input Fiber Compatibility
Fiber ConnectorN/AFC/PCN/AFC/PC
Input Fiber
Core Diameter (Max)
N/A< 105 μmN/A< 105 μm
Numerical ApertureN/A≤0.29N/A≤0.29
  • 仕様の詳細は「仕様」タブをご覧ください。
  • シリコンアバランシェフォトダイオードの受光面サイズは100 μm以上あります。ディテクタSPDMH2FおよびSPDMH3Fは、上記のように光ファイバ用に最適化されています。予めアライメントされた屈折率分布型(GRIN)レンズにより、光はディテクタ中心の直径70 μm以下のスポットに集光されます。
  • 仕様はFC/PCコネクタ無しのモジュールにおいて有効です。
  • 波長範囲:400 nm~1000 nm
  • 自由空間光用とFC/PCコネクタ用のタイプをご用意
  • 最大ダークカウントレート: 100 Hzまたは250 Hz
  • 高いフォトン検出効率(右表をご覧ください。)
  • 受光面サイズ:Ø100 μm(公称値)

こちらのシングルフォトン検出モジュールSPDMHxは近赤外域まで高いフォトン検出効率(PDE)を有し、またダークカウントレートも低いのが特長です。これは超低ノイズのシリコンアバランシェフォトダイオードに、特別に開発されたクエンチング回路と信号処理回路を組み合わせたことで実現されています。フォトンが入射するとそれに対応する電気パルスが生成され、それがTTLパルスに変換されてLEMOコネクタから出力されます。モジュールにはLEMO-BNCアダプタが1個付属しています。 

最大ダークカウントレートが100 Hz(型番SPDMH2とSPDMH2F)の製品と250 Hz(型番SPDMH3とSPDMH3F)の製品をご用意しております。

自由空間光用のディテクタ(型番SPDMH2とSPDMH3)にはSM1内ネジが付いており、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブを取付けることができます。FC/PCレセプタクル付きの製品(型番SPDMH2FとSPDMH3F)では、レセプタクルが予めディテクタにアライメントされているため、マルチモードファイバーパッチケーブルを直接接続することができます。

光学系に柔軟に組み込めるように、入射ポートの両側には#8-32タップ穴が付いています。ディテクタのベースプレートは、テーブルクランプCL4を用いて光学テーブルまたはブレッドボードに直接取付けられます。そのほか、ベースプレートの両側に3つずつあるØ3.9 mm貫通穴に#6-32ネジを通し、取付けベースBA4/Mに取り付けることもできます。自由空間光用ディテクタについては、精密なアライメントができるように、BA4/Mを3軸移動ステージなどの位置決めステージに取付けることをお勧めいたします。

モジュールを損傷させないためには、例えば光学テーブル、ブレッドボード、ベースプレートなどのヒートシンク上に置いたり取付けたりして、適切に放熱することが必要です。カウントレートに影響を及ぼすような迷光がディテクタに入らないようにご注意ください。自由空間光用のSPDMH2およびSPDMH3は適切に遮光してください。またSPDMH2FおよびSPDMH3Fについても、FC/PCコネクタに接続されている光ファイバアセンブリが、不要な光から適切に遮蔽されていることを確認してください。

各モジュールには日本国内用電源が付属します。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
SPDMH2 Support Documentation
SPDMH2NEW!Single Photon Detection Module, 400 - 1000 nm, Ø100 µm Active Area, 100 Hz Dark Count Rate (販売準備中)
¥690,950
7-10 Days
SPDMH2F Support Documentation
SPDMH2FNEW!Single Photon Detection Module, 400 - 1000 nm, Ø100 µm Active Area, 100 Hz Dark Count Rate, FC/PC Connector (販売準備中)
¥752,050
7-10 Days
SPDMH3 Support Documentation
SPDMH3NEW!Single Photon Detection Module, 400 - 1000 nm, Ø100 µm Active Area, 250 Hz Dark Count Rate (販売準備中)
¥560,950
7-10 Days
SPDMH3F Support Documentation
SPDMH3FNEW!Single Photon Detection Module, 400 - 1000 nm, Ø100 µm Active Area, 250 Hz Dark Count Rate, FC/PC Connector (販売準備中)
¥663,650
7-10 Days

シングルフォトンカウンターモジュール


Item #SPCM20A(/M)aSPCM50A(/M)a
Detector TypeSi Avalanche Photodetector
Wavelength Range350 nm - 900 nm
Photon Detection Efficiency
Active Detector SizeØ20 µmØ50 µm
Typical Photon Detection Efficiency35% @ 500 nm
Dark Count Rate
25 Hz (Typical)
60 Hz (Max)
150 Hz (Typical)
200 Hz (Max)
Max Count Rate28 MHz22 MHz
  • 仕様の詳細については、「仕様」タブをご参照ください。
  • カウンターが内蔵され、ソフトウェアが付属
  • 波長範囲:350 nm~900 nm
  • 85.0 mm x 76.5 mm x 36.2 mmのコンパクトなサイズ

シングルフォトンカウンターモジュールSPCMxxA/Mは、入射したフォトンをディテクタ内でTTL信号に変換し、内部の31ビットカウンターでカウントします。このモジュールにはGUIを含むソフトウェアが付属しているため、ご購入後すぐにお使いいただけます。 ソフトウェアおよび動作モードについての詳細は「ソフトウェア」タブをご覧ください。

光学系に柔軟に組み込めるよう、検出モジュールにはØ25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用レンズチューブに対応するSM1外ネジがついています。受光面の大きさは、SPCM20A/MでØ20 µm、SPCM50A/MでØ50 µmです。

このモジュールには、操作用ソフトウェアが入ったCD、USB 2.0ケーブル(Type A to mini Type B)、および電源が付属します。

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
SPCM20A Support Documentation
SPCM20ASingle Photon Counting Module, 350 - 900 nm, Ø20 µm Active Area, 8-32 Tap
¥616,422
Lead Time
SPCM50A Support Documentation
SPCM50ASingle Photon Counting Module, 350 - 900 nm, Ø50 µm Active Area, 8-32 Tap
¥685,634
7-10 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
SPCM20A/M Support Documentation
SPCM20A/MSingle Photon Counting Module, 350 - 900 nm, Ø20 µm Active Area, M4 Tap
¥616,422
7-10 Days
SPCM50A/M Support Documentation
SPCM50A/MSingle Photon Counting Module, 350 - 900 nm, Ø50 µm Active Area, M4 Tap
¥685,634
7-10 Days