Products HomeTEC付きInGaAs増幅ディテクター
- Sensitive from 0.9 to 2.57 µm
- Built-In TEC Reduces Thermal Noise
- 8-Step Variable Gain and Bandwidth
PDA10DT
Post Not Included
Side Mounted
Post Not Included
PDA10DT
Side View,
Post Not Included
Power Supply Included with Detector
Please Wait
| MIR Photodetector Selection Guidea | |||
|---|---|---|---|
| Item # (Detector) | Wavelength Range | Maximum Bandwidth | Thermoelectric Cooler |
| PDA10DT (InGaAs) | 0.9 - 2.57 µm | 1 MHz | Yes |
| PDA10D2 (InGaAs) | 0.9 - 2.6 µm | 25 MHz | No |
| PDA10PT (InAsSb) | 1.0 - 5.8 µm | 1.6 MHz | Yes |
| PDA07P2 (InAsSb) | 2.7 - 5.3 µm | 9 MHz | No |
| PDAVJ8 (HgCdTe) | 2.0 - 8.0 µm | 100 MHz | No |
| PDAVJ10 (HgCdTe) | 2.0 - 10.6 µm | 100 MHz | No |
| PDAVJ5 (HgCdTe) | 2.7 - 5.0 µm | 1 MHz | No |
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検出素子周囲のSM1ネジ部分の拡大図
特長
- 0.9～2.57 µmの中赤外光を検知
- 最大帯域幅: 1 MHz
- 内蔵型の熱電冷却器により感度が向上
- 検出素子: Ø1 mm
- 2方向にポスト取付け可能
- SM1内ネジ付き
- 電源は付属しません*
PDA10DT-ECは、熱電冷却器付きInGaAs光伝導型(フォトコンダクティブ型)ディテクタで、 0.9 µm～2.57 µmの近赤外域での検知に適します。 2つのロータリースイッチで利得ならびにディテクターパッケージの帯域幅を調節できるので、様々な用途に応じて適切な性能を発揮します。 利得スイッチは0～70 dBの8段階、帯域幅スイッチは、500 Hz～1 MHzの8段階があります。 サーミスタフィードバックループによって熱電冷却器(TEC)が検出素子の温度を-10 °Cに保つので、出力信号への熱の影響を最小限に留めます。最良の結果を得るためにはBNCケーブル(付属しません)を50 Ωの終端に接続することをお勧めします。
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側面にある利得ならびに帯域幅調節アジャスタ
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上面にある信号出力部と電源入力部
このディテクターパッケージには当社のほかのマウント付きフォトディテクタと同じ機械的特長が多数組み入れられています。 SM1内ネジによって、右図のように検出素子の前部にØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブを取付けることが可能です。 M4タップ穴が2つあり、Ø12 mm～Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポストをページ上部の写真のように取付けることができます。また固定リングSM1RRが1個付属します。
なお、ディテクタの検出部のエッジ部分の不均一性により、不要な静電容量や抵抗を発生し、時間応答性を歪ませる場合がありますのでご注意ください。 このような現象を防ぐためにも、光が検出部の中心にしっかりと入射するように設定することをお勧めします。筐体のSM1ネジでSM1シリーズのレンズチューブを取付けることができ、レンズチューブを使用することによって検出素子の前部にアイリスまたは精密ピンホールを取付けることができます。ディテクターパッケージがネジよりも突き出るため、筐体に光学素子やオプトメカニクスを直接取付けることはできません。
当社では、このページでご紹介しているInGaAsディテクタ以外に、InGaAsよりも大幅に検知範囲が広いInAsSbディテクタもご用意しています。 さらに小型のディテクタ筐体をご入用の場合、室温で使用可能な増幅フォトディテクタもご用意しております。
【電源について】 本製品(PDA10xTシリーズ)は、日本国内では付属電源を販売することが出来ないため、電源なしでのご提供となりますのでご了承ください。電源は次の仕様をカバーしたものをご用意ください。■仕様：+12V、0.3A、-12V、0.3A、+5V、1A の3出力リニア電源 (トランスタイプ電源)。なお、本体と電源をつなぐケーブルは付属しております。詳しくは当社へお問い合わせください。
特記のない限り、すべての数値に50 Ω負荷を適用。
| Gain (High Z)c | |
|---|---|
| 0 dB | 1.51 x 103 V/A ± 2% |
| 10 dB | 4.75 x 103 V/A ± 2% |
| 20 dB | 1.50 x 104 V/A ± 2% |
| 30 dB | 4.75 x 104 V/A ± 2% |
| 40 dB | 1.51 x 105 V/A ± 2% |
| 50 dB | 4.75 x 105 V/A ± 2% |
| 60 dB | 1.50 x 106 V/A ± 2% |
| 70 dB | 4.75 x 106 V/A ± 2% |
| Noise-Equivalent Power (NEP) Valuesd | |
|---|---|
| 0 dB | 15.9 pW/Hz1/2 @ DC - 2 MHz |
| 10 dB | 8.27 pW/Hz1/2 @ DC - 1.5 MHz |
| 20 dB | 2.8 pW/Hz1/2 @ DC - 700 kHz |
| 30 dB | 1.68 pW/Hz1/2 @ DC - 250 kHz |
| 40 dB | 1.33 pW/Hz1/2 @ DC - 150 kHz |
| 50 dB | 1.88 pW/Hz1/2 @ DC - 20 kHz |
| 60 dB | 2.22 pW/Hz1/2 @ DC - 7 kHz |
| 70 dB | 2.11 pW/Hz1/2 @ DC - 2.5 kHz |
| Item # | PDA10DT(-EC) |
|---|---|
| Optical Specifications | |
| Wavelength Range | 0.9 - 2.57 μm |
| Peak Wavelength (λP) | 2.3 μm |
| Peak Responsivity | 1.3 A/W (Typ.) at Peak Wavelength |
| Electrical Specifications | |
| Gain Settings | 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, or 70 dB (8 Steps) |
| Bandwidth Settings | 0.5, 1, 5, 10, 50, 100, 500, or 1000 kHz (8 Steps) |
| Output Voltagea | 0 - 5 V at 50 Ω 0 - 10 V at High Z |
| Output Impedance | 50 Ω |
| Output Current | 100 mA (Max) |
| Load Impedance | 50 Ω to High Z |
| Output Offsetb | 20 mV (Typ.) 45 mV (Max) |
| Offset Drift | 2.7 mV/°C (at 70 dB Gain) |
| Bias Voltage | -2 V (at 0 dB and 10 dB Gain) 0 V (All Other Gain Settings) |
| Thermoelectric Cooler Specifications | |
| TEC Temperature | -10 °C |
| TEC Current | 0.6 A (Typ.) 0.8 A (Max) |
| Thermistor | 10 kΩ |
| Physical Specifications | |
| Detector Element | Extended Range InGaAs |
| Active Area | 0.8 mm2 (Ø1.0 mm) |
| Surface Depth | 0.08" (2.0 mm) |
| Output | BNC |
| Detector Size | 3" × 2.2" × 2.2" (76.2 mm × 55.9 mm × 55.9 mm) |
| Weight | Detector: 0.42 lbs (191 g) |
| Storage Temperature | 0 to 85 °C |
| Operating Temperature | 0 to 30 °C |
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上のグラフの利得は0 dBの設定で、網掛け部分はディテクタの波長範囲を示しています。 PDA10DTパッケージは検出素子を-10 °Cまで冷却するので光感度はここで示される値とは若干異なります。
出力信号
BNCメス型
0～5 V(50 Ω)
0～10 V(High Z)
最大電流：100 mA
電源入力
4ピンメスコネクタ
| Pin | Connection |
|---|---|
| 1 | -12 V |
| 2 | Ground |
| 3 | +5 V |
| 4 | +12 V |
下表は、当社のフォトダイオードタイプのディテクタ、フォトコンダクティブ型ディテクタ、焦電ディテクタの一覧です。同一の列に記載されている型番の検出素子は同じです。
フォトダイオードのチュートリアル
動作原理
接合型フォトダイオードは、通常の信号ダイオードと似た動作をする部品ですが、接合半導体の空乏層が光を吸収すると、光電流を生成する性質があります。フォトダイオードは、高速なリニアデバイスで、高い量子効率を達成し、様々な用途で利用することが可能です。
入射光の強度に応じた、出力電流レベルと受光感度を正確に把握することが必要とされます。図1は、接合型フォトダイオードのモデル図で、基本的な部品要素が図示されており、フォトダイオードの動作原理が説明されています。
図1:フォトダイオードの概略図
フォトダイオード関連用語
受光感度
フォトダイオードの受光感度は、規定の波長における、生成光電流 (IPD)と入射光パワー(P)の比であると定義できます。
Photoconductiveモード(光導電モード)とPhotovoltaicモード(光起電力モード)
フォトダイオードは、Photoconductiveモード(逆バイアス) またはPhotovoltaicモード(ゼロバイアス)で動作できます。 モードの選択は、使用用途で求められる速度と、許容される暗電流(漏れ電流)の量で決まります。
Photoconductiveモード(光導電モード)
Photoconductiveモードでは、逆バイアスが印加されますが、これが当社のDETシリーズディテクタの基本です。回路で測定できる電流量はフォトダイオードに照射される光の量を反映します。つまり、測定される出力電流は、入射される光パワーに対しリニアに比例します。逆バイアスを印加すると、空乏層を広げて反応領域が広くなるため、接合容量が小さくなり、良好な線形応答が得られます。このような動作条件下では、暗電流が大きくなりがちですが、フォトダイオードの種類を選ぶことで、暗電流を低減することもできます。(注：当社のDETディテクタは逆バイアスで、順方向バイアスでは動作できません。)
Photovoltaicモード(光起電力モード)
Photovoltaicモードでは、フォトダイオードはゼロバイアスで使用されます。デバイスからの電流の流れが制限されると電位が上昇します。このモードでは光起電力効果が引き起こされますが、これが太陽電池の基本です。Photovoltaicモードでは、暗電流は小さくなります。
暗電流
暗電流とは、フォトダイオードにバイアス電圧が付加されている時に流れる漏れ電流です。Photoconductiveモードで使用する場合に暗電流の値は高くなりがちで、温度の影響も受けます。 暗電流は、温度が10°C上昇するごとに約2倍となり、シャント抵抗は6°C の上昇に伴い倍になります。高いバイアスを付加すれば、接合容量は小さくなりますが、暗電流の量は増大してしまいます。
暗電流の量はフォトダイオードの材料や検出部の寸法によっても左右されます。ゲルマニウム製のデバイスでは暗電流は高くなり、それと比較するとシリコン製のデバイスは一般的には低い暗電流となります。下表では、いくつかのフォトダイオードに使用される材料の暗電流の量と共に、速度、感度とコストを比較しています。
| Material | Dark Current | Speed | Spectral Range | Cost |
|---|---|---|---|---|
| Silicon (Si) | Low | High Speed | Visible to NIR | Low |
| Germanium (Ge) | High | Low Speed | NIR | Low |
| Gallium Phosphide (GaP) | Low | High Speed | UV to Visible | Moderate |
| Indium Gallium Arsenide (InGaAs) | Low | High Speed | NIR | Moderate |
| Indium Arsenide Antimonide (InAsSb) | High | Low Speed | NIR to MIR | High |
| Extended Range Indium Gallium Arsenide (InGaAs) | High | High Speed | NIR | High |
| Mercury Cadmium Telluride (MCT, HgCdTe) | High | Low Speed | NIR to MIR | High |
接合容量
接合容量(Cj)は、フォトダイオードの帯域幅と応答特性に大きな影響を与えるので、フォトダイオードの重要な特性となります。ダイオードの面積が大きいと、接合容量が大きくなり、電荷容量は大きくなります。逆バイアスの用途では、接合部の空乏層が大きくなるので、接合容量が小さくなり、応答速度が速くなります。
帯域幅と応答性
負荷抵抗とフォトディテクタの接合容量により帯域幅が制限されます。最善の周波数応答を得るには、50 Ωの終端装置を50 Ωの同軸ケーブルと併用します。接合容量(Cj)と負荷抵抗値(RLOAD)により、帯域幅(fBW)と立ち上がり時間応答(tr)の概算値が得られます。
雑音等価電力
雑音等価電力(NEP：Noise Equivalent Power)とは、出力帯域幅1 Hzでの信号対雑音比(SNR)が1になる入力信号のパワーです。NEPによって、ディテクタが低レベルの光を検知する能力を知ることができるので、この数値は便利です。一般には、NEPはディテクタの検出部の面積増加に伴って大きくなり、下記の数式で求めることができます。
この数式において、S/Nは信号対雑音比、Δf はノイズの帯域幅で、入射エネルギ単位はW/cm2となっています。詳細は、当社のホワイトペーパー「NEP – Noise Equivalent Power」をご覧ください。
終端抵抗
オシロスコープでの測定を可能にするためには、生成された光電流を電圧(VOUT)に変換する必要がありますが、負荷抵抗を用いて電圧変換します。
フォトダイオードの種類によっては、負荷抵抗が応答速度に影響を与える場合があります。最大帯域幅を得るには、50 Ωの同軸ケーブルを使用して、ケーブルの反対側の終端部で50 Ωの終端抵抗器の使用を推奨しています。このようにすることで、ケーブルの特性インピーダンスとマッチングできて共鳴が最小化できます。帯域幅が重要ではない特性の場合は、RLOADを増大させることで、所定の光レベルに対して電圧を大きくすることができます。終端部が不整合の場合、同軸ケーブルの長さが応答特性に対して大きな影響を与えます。したがってケーブルはできるだけ短くしておくことが推奨されます。
シャント抵抗
シャント抵抗は、ゼロバイアスフォトダイオード接合の抵抗を表します。理想的なフォトダイオードでは、シャント抵抗は無限大となりますが、実際の数値はフォトダイオードの材料の種類によって、10Ωのレベルから 数千MΩの範囲となる場合があります。例えばInGaAsディテクタのシャント抵抗は、10 MΩのレベルですが、GeディテクタはkΩのレベルです。このことは、フォトダイオードのノイズ電流に大きく影響を与える可能性があります。しかしながらほとんどの用途では、ある程度高い抵抗値であればその影響は小さく、無視できる程度です。
直列抵抗
直列抵抗は半導体材料の抵抗値で、この低い抵抗値は、通常は無視できる程度です。直列抵抗は、フォトダイオードの接触接続部とワイヤ接続部で発生し、ゼロバイアスの条件下でのフォトダイオードのリニアリティの主な決定要因になります。
一般的な動作回路
図2: 逆バイアス回路(DETシリーズディテクタ)
上図の回路はDETシリーズのディテクタをモデル化したものです。ディテクタは、入射光に対して線形の応答を得るために逆バイアス状態になっています。ここで生成された光電流の量は、入射光と波長に依存し、負荷抵抗を出力端子に接続すると、オシロスコープでモニタリングできます。RCフィルタの機能は、出力に雑音を載せてしまう可能性のある供給電力からの高周波雑音のフィルタリングです。
図3: 増幅ディテクタ回路
高利得用途でアンプとともにフォトディテクタを使用できます。動作時には、PhotovoltaicモードまたはPhotoconductiveモードのいずれも選択可能です。このアクティブ回路はいくつかの利点があります。
- Photovoltaicモード：オペアンプで、点Aと点Bの電位が同じに維持されているので、フォトダイオードでは回路全体では0 Vに保たれています。このことで暗電流は発生しなくなります。
- Photoconductiveモード: フォトダイオードは逆バイアス状態であるので、接合容量を低下させ、帯域幅の状態を改善します。ディテクタの利得は、フィードバック素子(Rf)に依存します。ディテクタの帯域幅は、下記の数式で計算することができます。
GBPが利得帯域幅積で、CDは接合容量と増幅器の静電容量の和です。
チョッパ入力周波数の影響
光導電信号は時定数の応答限界までは一定となりますが、PbS、 PbSe、HgCdTe (MCT)、InAsSbなどのディテクタにおいては、1/fゆらぎ(チョッパ入力周波数が大きいほどゆらぎは小さくなる)を持つため、低い周波数の入力の場合は影響が大きくなります。
低いチョッパ入力周波数の場合は、ディテクタの受光感度は小さくなります。周波数応答や検出性能は下記の条件の場合において最大となります。
| Posted Comments: | |
Fredrik Pettersson
(posted 2024-05-23 04:42:08.6) Hello,
I am adding a PDA10DT into my existing microscope. I have an incoming CW laser at 1064 nm. Could you advise me on how to, most effectively, use lenses and mirrors in order to get the fluorescence signal to the detector. cdolbashian
(posted 2024-05-28 10:03:29.0) Thank you for reaching out to us with this inquiry. I have reached out to you directly to gather some more information regarding your experimental geometry and conditions. For future application-based support, please feel free to email techsupport@thorlabs.com. Ashik A.S
(posted 2021-12-07 07:09:44.84) Hi,
I would like to know what is the maximum input power that can be handled by this detector without damage. There seems to be no specific mention of this in the manual.
-BR
Ashik YLohia
(posted 2021-12-23 12:21:22.0) The saturation/damage threshold is wavelength dependent. Since these devices saturate electrically before they are damaged optically, as long as you are below the output voltage (0-10V), you will not have any chance of damaging this device. alternatively, you can calculate this limit for your own wavelength with the following equation, by simply filling in the appropriate values, as described in section 4.5 of the manual. Hyosub Kim
(posted 2020-09-09 14:12:21.94) Hello, what does -EC stand for?
Is it double sided AR coatings on the borosilicate window? asundararaj
(posted 2020-09-11 10:31:49.0) Thank you for contacting Thorlabs. The -EC in the PDA10DT-EC indicated that the part includes a European power supply, and has metric mounting holes. The PDA10DT comes with a US power supply and has imperial mounting holes. Daan Martens
(posted 2020-07-01 08:38:01.17) We are using PDA10DT-EC in our lab, and similar to earlier posters, we would also very much like this detector with gain that is remote-controllable. asundararaj
(posted 2020-07-02 09:32:17.0) Thank you for your feedback. At the moment, we do not have a PDA with a remote controllable gain and I have logged your request in our internal product forum for future consideration. I have contacted you directly to discuss this further. Sharon Haimov
(posted 2020-05-14 07:01:00.16) Hey,
I'm conduction an experiment, using the trigger-out signal of PDA10DT-EC for another device. i couldn't find any information on the response time (including the photo diode itself and the electronics). could you assist me in that? I want to know the delay/latency/response time of the device.
please send me an email if possible, thanks,
Sharon asundararaj
(posted 2020-05-28 01:53:05.0) Thank you for contacting Thorlabs. We do not have any data or estimates on the delay/latency of the electronics in the PDA10DT-EC. You can estimate the photodiode response from the bandwidth (and gain setting). I have contacted you directly to discuss this further. Rong Zhu
(posted 2020-02-26 14:52:40.4) Do you have similar unit with voltage controllable gain instead of mechanical dial? asundararaj
(posted 2020-02-26 04:42:23.0) Thank you for your feedback. At the moment, we do not have a detector with a voltage controllable gain. I have added this idea to our internal product forum for discussion to offer this at a future time. sergio.vilches
(posted 2019-02-25 15:17:21.4) Dear Thorlabs,
I am analyzing the noise performance of the this sensor and have the following questions:
* The NEP at 70 dB was measured with 1 MHz bandwidth, although the bandwidth of the detector at 70 dB is 2.5 kHz. How meaningful is then the measurement? Could I obtain some details or raw data about the NEP determination?
* Would it be possible to disclose some details about the photodiode you are using? Specifically its dark current, NEP or D*, bandgap, etc
Thanks for your help llamb
(posted 2019-03-08 10:49:08.0) Thank you for your feedback. The 1 MHz bandwidth refers to the highest setting for the low pass filter on the side of the detector's housing. I will reach out to you directly to discuss details of the NEP measurement, as well as the photodiode inside the PDA10DT detector. sergio.vilches
(posted 2018-01-15 16:22:34.13) The Safety Guide provided with the sensor states that it is AC coupled and thus requires a chopped or pulsed source. This is not reflected in the manual. Is there an error then in the Safety guide? tfrisch
(posted 2018-01-16 10:37:49.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. PDA10DT-EC is a DC coupled detector and does not need to be chopped. However, PDA10JT-EC or PDA10PT-EC are both AC coupled detectors that do need to be chopped. I will reach out to you about the Safety Guide you have to clarify this issue. mikita001
(posted 2017-11-22 05:16:03.413) Hi!
Is there a way to order InGaAs Amplified Photodetector with Thermoelectric Cooler PDA10DT with a bigger Active Area? For example 5 mm^2?
Many thanks in advance for your reply!
Best regards,
Mikita tfrisch
(posted 2018-01-17 02:35:38.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. While we don't currently carry a comparable detector with a larger size, I can reach out to you about using a lens to collect light from a larger area. tomaz.rotovnik
(posted 2016-10-05 07:34:02.853) Hello
We are interested for InGaAs Amplified Photodetector with Thermoelectric Cooler to cover ranges from 900nm up to 1700nm. Would be possible to buy Photodetector with calibrated photodiode?
Kind regards
Tomaz jlow
(posted 2016-10-05 10:44:23.0) Response from Jeremy at Thorlabs: Unfortunately we cannot calibrate the PDA10DT because of the small active area. We have other larger area photodetectors that we could calibrate. We will contact you directly to discuss about this. ben.aernouts
(posted 2013-04-23 22:44:09.727) Dear,
We are using a PDA10DT-EC detector in our lab. At 0 dB gain it seems that the dynamic range is smaller compared to other gain settings. With a 50Ω load the dynamic range is 0 - 2.36 Volt and without load, the dynamic range is 0 - 4.7 Volt. For other gain settings it is respectively 0 - 5.15 Volt and 0 - 10.3 Volt.
Increasing the power of the light source when the signal is 2.36 Volt (0 gain, 50Ω load) does not force an increase in the voltage. It seems that the detector is saturated. However, it does not result in a flat line like it is when the detector saturates for other gain settings. There is still some noise on the signal.
Is this normal? What is the reason or cause for this phenomenon? What should we do?
Many thanks and best regards,
Ben Aernouts
Department Biosystems, Division MeBioS
KULeuven
Kasteelpark Arenberg 30, bus 2456
BE-3001 Heverlee
Tel: +32 (0)16 32 14 70
Mobile: +32 (0)4 84 82 50 33
E-mail: Ben.Aernouts@biw.kuleuven.be jlow
(posted 2013-05-02 19:46:00.0) Response from Jeremy at Thorlabs: The PDA10DT-EC should still be outputting a max. of around 10V for Hi-Z load. We will have to take your unit back to evaluate the reason it's not outputting 10V at the 0dB setting. We will get in contact with you on sending your unit back. |
| Item # | PDA10DT(-EC) |
|---|---|
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| Detector Material (Click for Image) | Extended Range InGaAs |
| Wavelength Range (λP) | 0.9 - 2.57 µm |
| Peak Wavelength | 2.3 µm |
| Peak Responsivity | 1.3 A/W (Typ.) at Peak Wavelength |
| Active Area | 0.8 mm2 (Ø1.0 mm) |
| Window Material | Borosilicate Glass |
| Gain Settings | 8 Steps: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, or 70 dB |
| Bandwidth Settings | 8 Steps from 500 Hz to 1 MHz |
| Noise-Equivalent Power (NEP) | 2.11 pW/Hz1/2 @ DC - 2.5 kHz (for 70 dB Gain and 1 MHz Bandwidth) |
- 0.9～2.57 µmの光を検知
- 熱雑音を低減するためにディテクタを-10°Cに冷却
- 検出部は0.8 mm2(Ø1.0 mm)
- 可変利得(1.51 kV/A～4750 kV/A)
- 可変帯域幅(500 Hz～1 MHz)
- SM1内ネジ付き
- 電源は付属しません*
*【電源について】 本製品(PDA10xTシリーズ)は、日本国内では付属電源を販売することが出来ないため、電源なしでのご提供となりますのでご了承ください。電源は次の仕様をカバーしたものをご用意ください。
- +12V、0.3A、-12V、0.3A、+5V、1A の3出力リニア電源 (トランスタイプ電源)
なお、本体と電源をつなぐケーブルは付属しております。詳しくは当社へお問い合わせください。
 InGaAs TEC付きフォトディテクタ |