FEMTO光电探测器
基于硅或铟镓砷(InGaAs)探测器,探测频率范围320nm-1700nm,信号带宽最高2 GHz,自带信号放大功能
德国FEMTO 是低噪声放大器模块的制造商,拥有广泛多样化的产品基础和不断扩大的市场。FEMTO成立于 1995 年,其使命是开发“用于信号恢复的精密工具”其产品范围广泛,包括电流放大器、电压放大器、锁定放大器和光接收器。
Femto主要产品线:低噪声前置放大器、锁相放大器、光接收器;主要客户:光子和电子行业、大学、科研、院所和研究实验室;主要客户应用:光谱学、光子学、表面分析、质量检测、过程控制、激光物理、超灵敏测量;定制设计产品:光接收器、多通道放大器系统、放大器子系统。
飞瓦光接收器系列 FWPR-20
特征
- 超低噪声 – NEP 0.7 fW/√Hz
- 跨阻放大器,增益高达 1012 V/A
- 波长范围从 320 nm 到 1700 nm
超高灵敏度和极低噪声
FWPR-20 系列光接收器将低噪声硅或 InGaAs PIN 光电二极管与专门设计的跨阻放大器相结合,具有高达 1012 V/A 的极高增益和极低噪声。这种独特的组合使光接收器具有飞瓦灵敏度,因为它具有 0.7 fW/√Hz 的出色低 NEP。可以直接检测低至约 50 fW 的光功率。与可选的 FEMTO 锁相放大器配合使用,甚至可以检测到亚飞瓦范围内的功率电平。
更换昂贵的 APD、PMT 或 LN2 冷却红外探测器
由于其非常高的灵敏度,FEMTO FWPR-20 系列光接收机可以在许多应用中取代 APD、PMT 和冷却锗光电二极管。无需昂贵的高压电源或冷却。
FWPR-20-SI在可见光和近红外方面提供高量子效率,类似于基于APD的单光子计数模块。在时序不重要的应用中,例如当光子计数器的信号积分10毫秒或更长时间时,FWPR-20-SI光接收器以一小部分成本实现了相当的信噪比。
对于近红外光谱,InGaAs型号FWPR-20-IN与基于液氮冷却锗探测器和外部放大器的系统具有相似,其结果要昂贵得多,也复杂得多。由于已经集成了极低噪声、高增益放大器,伏特范围内的信号可以直接在 FWPR-20 飞瓦光接收机的输出端实现。
与光学工作台(自由空间)和光纤兼容
自由空间输入设计为带螺纹耦合环 (FST) 的 1.035“-40 螺纹法兰或无螺纹 (FS) 的 25 mm 圆形法兰。这两种类型都与来自不同制造商的光学配件(如透镜、灯管、笼式系统、光学适配器等)广泛兼容。
只需拧紧 PRA 系列的光纤适配器,即可轻松将 FST 自由空间输入转换为光纤连接 (FC、FSMA)。
相对较大的探测器有助于自由空间应用中的光学聚焦,并确保在使用可选光纤适配器时实现高而稳定的耦合度。
应用
- 荧光测量
- 光谱学
- 电泳
- 色谱法
- 替代光电倍增管 (PMT)、雪崩光电二极管 (APD) 和液氮冷却锗光电二极管
Models |
FWPR-20-SI-FST FWPR-20-SI-FS |
FWPR-20-IN-FST FWPR-20-IN-FS |
Photodiode | 1.1 x 1.1 mm2 Si | 0.5 mm Ø InGaAs-PIN |
Spectral Range | 320 – 1100 nm | 900 – 1700 nm |
Bandwidth (−3 dB) | DC – 20 Hz | DC – 20 Hz |
Rise/Fall Time (10 % – 90 %) | 18 ms | 18 ms |
Transimpedance Gain | 1 x 1012 V/A | 1 x 1011 V/A |
Max. Conversion Gain | 0.6 x 1012 V/W (@ 960 nm) | 0.95 x 1011 V/W (@ 1550 nm) |
NEP (@ 1 Hz) | 0.7 fW/√Hz (@ 960 nm) | 7.5 fW/√Hz (@ 1550 nm) |
Datasheet | 731 kB | 731 kB |
平衡式光电接收器/光电探测器系列 HBPR
特征
- 带宽高达 500 MHz
- 共模抑制比 (CMRR) 高达 55 dB
- 极低噪声,NEP 低至 3.7 pW/√Hz
- Si 和 InGaAs 型号,光谱范围为 320 至 1700 nm
- 可切换的20 MHz低通滤波器,可将宽带噪声降至最低
- 高达 60,000 V/A 的高增益,可分两级切换
- 可切换输出耦合 (交流/直流)
- 具有 10 MHz 带宽的快速直流耦合监视器输出
- 输入可用空间或光纤耦合
- 1.035“-40螺纹自由空间输入,兼容许多标准光学系统
检测从直流到 500 MHZ 的最小光差信号
通过取两个输入信号之间的精确差值,可以抑制共模噪声,例如所用激光源的强度噪声。这样,可以从信号测量路径中提取最小的光信号,否则这些光信号将被隐藏在噪声中。
HBPR系列的光接收器/光电探测器由两个反并联光电二极管和随后的低噪声跨阻放大器组成。光电二极管经过精心挑选并成对匹配,以实现尽可能高的共模抑制比(CMRR)。低输入噪声 (NEP) 和出色的共模抑制为MHz范围内的平衡光接收器设定了标准,可实现高灵敏度信号检测。高带宽允许精确检测激光脉冲,即使在高重复率和快速变化的信号形状下,例如在量子态断层扫描中。
HBPR系列光接收机具有可切换带宽限制(低通滤波器)、独立的快速监视器输出、可调偏移和可切换AC/DC耦合等附加功能,是用途最广泛的平衡光接收机之一。
与光学工作台(自由空间)和光纤兼容
自由空间输入设计为带旋入式耦合环 (FST) 的 1.035“-40 螺纹法兰或无螺纹 (FS) 的 25 mm 圆形法兰。这两种类型都与来自不同制造商的光学配件(如透镜、管、笼系统、光学适配器等)广泛兼容。 相对大面积的探测器有助于自由空间应用中的光学聚焦,并确保在使用可选光纤适配器时实现高而稳定的耦合效率。
带有 Ø 0.8 mm 光电探测器的 FST 自由空间 SI 型号只需拧紧可选的 PRA 系列光纤适配器,由于探测器表面大,可以轻松转换为光纤连接(FC、FSMA)。对于探测器面积较小的型号,例如Ø 0.4 / 0.3 mm,仅建议在有限的范围内使用光纤适配器,因为可能会发生耦合损耗和不稳定。如果重点是高精度光纤测量,使用具有固定光纤输入的HBPR FC模型通常会给出最佳结果。
所有HBPR光接收机都配备了UNC 8-32和M4螺纹孔,因此可以方便,稳定地集成到标准支架上的光学系统中。
应用
- 光谱学
- 相干外差检测
- 光量子态的零差检测
- 光学相干断层扫描 (OCT)
- 干涉测量
- 光延迟测量
- 用于示波器、频谱分析仪、A/D 转换器和锁相放大器的差分光学前端
Models for the spectral range from 320 to 1000 nm:
Model | HBPR-100M-60K-SI-FST HBPR-100M-60K-SI-FS HBPR-100M-60K-SI-FC |
HBPR-200M-30K-SI-FST HBPR-200M-30K-SI-FS HBPR-200M-30K-SI-FC |
HBPR-500M-10K-SI-FST HBPR-500M-10K-SI-FS HBPR-500M-10K-SI-FC |
Si-PIN photo diode |
0.8 mm Ø | 0.8 mm Ø | 0.4 mm Ø, FC version with ball lens |
Spectral range |
320 – 1000 nm | 320 – 1000 nm | 320 – 1000 nm |
Bandwidth (−3 dB) | DC – 100 MHz | DC – 200 MHz | DC – 500 MHz |
Transimpedance gain (switchable) |
2.0 x 104 V/A 6.0 x 104 V/A |
1.0 x 104 V/A 3.0 x 104 V/A |
5.0 x 103 V/A 10.0 x 103 V/A |
Conversion gain (switchable) |
10.8 x 103 V/W typ. 32.4 x 103 V/W typ. (@ 850 nm) |
5.4 x 103 V/W typ. 16.2 x 103 V/W typ. (@ 850 nm) |
2.55 x 103 V/W typ. 5.1 x 103 V/W typ. (@ 760 nm) |
Minimum NEP | ≤ 6.5 pW/√Hz (@850 nm) | ≤ 7.8 pW/√Hz (@850 nm) | ≤ 12 pW/√Hz (@760 nm) |
NEP (@ 20 MHz) | ≤ 7.4 pW/√Hz (@850 nm) | ≤ 8.8 pW/√Hz (@850 nm) | ≤ 13 pW/√Hz (@760 nm) |
Common mode rejection (typ.) |
50 dB | 45 dB | 40 dB |
Data sheet FS/FST version | 280 kB | 280 kB | 280 kB |
Data sheet FC Version | 219 kB | 219 kB | 219 kB |
Models for the spectral range from 800 to 1700 nm:
Model |
HBPR-100M-60K-IN-FST HBPR-100M-60K-IN-FS HBPR-100M-60K-IN-FC |
HBPR-200M-30K-IN-FST HBPR-200M-30K-IN-FS HBPR-200M-30K-IN-FC |
HBPR-450M-10K-IN-FST HBPR-450M-10K-IN-FS |
InGaAs-PIN photo diode |
0.3 mm Ø (FS/FST model), 80 µm Ø, ball lens (FC model) | ||
Spectral range |
800 – 1700 nm (FS/FST model), 900 – 1700 nm (FC model) | ||
Bandwidth (−3 dB) | DC – 100 MHz | DC – 200 MHz | DC – 450 MHz (FS/FST) DC – 500 MHz (FC) |
Transimpedance gain (switchable) |
2.0 x 104 V/A 6.0 x 104 V/A |
1.0 x 104 V/A 3.0 x 104 V/A |
5.0 x 103 V/A 1.0 x 104 V/A |
Conversion gain @ 1550 nm (switchable) |
19 x 103 V/W typ. 57 x 103 V/W typ. |
9.5 x 103 V/W typ. 28.5 x 103 V/W typ. |
4.75 x 103 V/W typ. 9.5 x 103 V/W typ. |
Minimum NEP (@ 1550 nm) | ≤ 3.7 pW/√Hz |
≤ 4.4 pW/√Hz (FS/FST) ≤ 4.1 pW/√Hz (FC) |
≤ 6.5 pW/√Hz (FS/FST) ≤ 6.7 pW/√Hz (FC) |
NEP (@ 20 MHz, 1550 nm) |
≤ 4.3 pW/√Hz (FS/FST) ≤ 4.0 pW/√Hz (FC) |
≤ 4.9 pW/√Hz (FS/FST) ≤ 4.4 pW/√Hz (FC) |
≤ 6.9 pW/√Hz |
Common mode rejection (typ.) |
50 dB (FS/FST) 55 dB (FC) |
45 dB (FS/FST) 50 dB (FC) |
35 dB (FS/FST) 45 dB (FC) |
Data sheet FS/FST version | 272 kB | 272 kB | 272 kB |
Data sheet FC version | 219 kB | 219 kB | 215 kB |
The following specifications apply to all HBPR models:
Max. CW common mode power |
10 mW on each photo diode |
Low pass filter |
Full bandwidth switchable to 20 MHz (upper cut-off frequency) |
High pass filter (AC coupling) | DC coupling switchable to AC (10 Hz lower cut-off frequency) |
Signal output voltage |
±1.0 V at 50 Ω load (for linear gain and low harmonic distortion), maximum ±2.0 V at 50 Ω load |
Monitor outputs |
transimpedance gain 1000 V/A, bandwidth DC – 10 MHz, output voltage 0 … +10 V (@ ≥100 kΩ load) |
Power supply voltage / current |
±15 V (±14.5 V … ±16.5 V) –90 / +120 mA typ. |
Housing |
80 x 80 x 30,5 mm (L x B x H) weight FC-models 350 g (0.77 lbs), weight FS/FST-models 410 g (0.9 lbs) |