Si増幅フォトディテクター、ファイバー結合型

Wavelength Range from 400 - 1000 nm
High Signal-to-Noise Ratio
Fixed or Switchable Gain Versions
Ultrafast Up to 1.5 GHz

FPD510-FC-VIS

Fixed Gain
250 MHz Max Bandwidth

FPD310-FC-VIS

Switchable Gain
1500 MHz Max Bandwidth

FPD610-FC-VIS

Fixed Gain
600 MHz Max Bandwidth

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概要
仕様
ピン配列
パルスに関する計算
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用途例
FPD310-FC-VIS	FPD510-FC-VIS＆FPD610-FC-VIS
高速レーザーパルスの検出　低光量の信号検出　レーザ光源のRF周波数およびパルス形状の検出レーザービート信号のヘテロダイン検出	光ビート信号の効率的なホモダインおよびヘテロダイン検出低光量の信号検出パルス変調光源の特性評価断続光の検出

特長

波長範囲：400 nm～1000 nm　
製品組み込みが容易、FC/PCコネクタでファイバに結合
低ノイズ増幅器内蔵
ACアダプタが付属(国内用には動作確認済みの15V電源が付属します)

高感度シリコン(Si) PINフォトディテクタには高利得･低ノイズのRF増幅器内蔵型(FPD310-FC-VIS)とトランスインピーダンス増幅器内蔵型(FPD510-FC-VISとFPD610-FC-VIS)があり、何れも使いやすいフォトディテクタです。

FPD310-FC-VISは高利得･高帯域幅で、極めて早い立ち上がり時間と高い信号対雑音比が得られるよう最適化されています。利得は2段階の切り替えが可能なため、多くの用途に合わせて性能を発揮できます。AC結合デバイスの3 dB帯域幅は、5～1000 MHzです。

フォトディテクタFPD510-FC-VISおよびFPD610-FC-VISは、それぞれ250 MHzと600 MHzまでの周波数範囲において、低光量の光ビート信号やパルス形状を検出するうえで最大の信号対雑音比が得られるように最適化されています。どちらのディテクタも利得は固定です。FPD510-FC-VISの立ち上がり時間は2 ns、FPD610-FC-VISは1 nsです。DC結合デバイスであるFPD510-FC-VISおよびFPD610-FC-VISの3 dB帯域幅は、それぞれ200 MHzおよび500 MHzです。　

コンパクトな設計により、製品への組み込みが容易です。これらのディテクタはFC/PCコネクタを介してファイバと結合します。また電源供給用のACアダプタが付属します。自由空間光向けのSiディテクタについてはこちらをご覧ください。

Item #	FPD310-FC-VIS	FPD510-FC-VIS	FPD610-FC-VIS
Optical Input	FC/PC connector
Spectral Range	400 - 1000 nm
Saturation Limit	< 200 µW	< 100 µW	< 100 µW
Damage Threshold	2 mW	3 mW	3 mW
Detector Diameter	0.25 mm	0.25 mm	0.25 mm
Frequency Range	1 - 1500 MHz	DC - 250 MHz	DC - 600 MHz
3 dB Bandwidth	5 - 1000 MHz	DC - 200 MHz	DC - 500 MHz
Rise Time	0.5 ns	2 ns	1 ns
Gain (fs Pulsed Input)^a	Setting 1: 2 x 10⁴V_pp/W Setting 2: 2 x 10³ V_pp/W	1.5 x 10⁵V_pp/W	2 x 10⁶ V_pp/W
Gain (CW Input)^a	Setting 1: 1.3 x 10³ V_pp/W Setting 2: 1.3 x 10² V_pp/W	2.5 x 10⁴ V_pp/W	2.5 x 10⁵ V_pp/W
Dark State Noise Level	-100 dBm/Hz^1/2 (up to 5 MHz) -130 dBm/Hz^1/2 (5 to 1500 MHz)	-110 dBm/Hz^1/2 (up to 5 MHz) -135 dBm/Hz^1/2 (5 to 250 MHz)	-80 dBm/Hz^1/2 (up to 5 MHz) -100 dBm/Hz^1/2 (5 to 600 MHz)
NEP (calculated)	25.5 pW/Hz^1/2	6.4 pW/Hz^1/2	11.9 pW/Hz^1/2
Output Impedance	50 Ω	50 Ω	50 Ω
Output Coupling	AC	DC	DC
Output Signal	~1 V	0 to 1 V	0 to 1 V
Supply Voltage / Max. Current Consumption	+12 VDC / 100 mA	+12 VDC / 50 mA -12 VDC / 20 mA	+5 VDC / <250 mA -12 VDC / <50 mA
Typical Performance Graphs
Output Connector	SMA female
Operating Temperature	10 to 40 °C
Storage Temperature	-20 to +85 °C
Storage Humidity (RH)	10% to 90%
Device Dimensions	60 mm x 50 mm x 20 mm (2.4" x 2.0" x 0.79")

これらのディテクタは、仕様の周波数範囲内で入力されるフェムト秒パルスレーザ向けに最適化されています。連続光動作の場合、利得は約1/10となります。

※国内用には動作確認済みの15V電源が付属します。

信号出力:SMAメス型
(フォトディテクタ)

オシロスコープやRFスペクトラムアナライザなどのモニタ装置に50Ωインピーダンスで接続できます。

メス型(電源ケーブル)

オス型電源コネクタ(フォトディテクタ)

Pinout for FPD Power Cable

※国内用には動作確認済みの15v電源が付属します

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
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	P_avg	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	P_peak	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	f_rep	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。

Posted Comments:

adarsh jain (posted 2019-12-18 04:27:18.7)

Kindly let me know the min. average optical i/p power that can be detected faithfully with this detector.

asundararaj (posted 2020-02-04 10:42:52.0)

Thank you for contacting Thorlabs. The minimum detectable power by detectors would depend on the NEP of the detector and the repetition rate of your laser.

ali.mirvakili (posted 2013-01-30 17:13:05.57)

Hello, I have the PDA10A, but I need the photodetector which has higher bandwidth and also high gain; I came across the FPD310-FV and FDP510-FV; I could not see the transimpedance gain (V/A)in their spec compare to the spec of PDA10A; does it mean that these two detectors does not have the gain stage inside? My other question is related to this sentence given in the Overview of FPD310-FV:"This photodetector is not suitable for pulses longer than 30 ns or continuous light levels." I do need to test the pulses with the pulse width of 100 ns to 10 ns, so it means that this detector is not gonna work for me, right? Do you have any detector with the same bandwidth (around 1GHz)which also has a high gain of around 40dB? Thanks,

jlow (posted 2013-02-06 16:26:00.0)

Response from Jeremy at Thorlabs: The gain is given at 750nm (which has a responsivity of about 0.5A/W). Therefore, the gain for setting 1 would be about 10^5 V/A and for setting 2 would be about 10^3 V/A. The FPD310-FV has a 3dB bandwidth of 10-900MHz, which is where the 30ns number come from. I will contact you directly to discuss about your application requirements.