Kurzbeschreibung
Der LCA-S-400K-BSI Fotoempfänger besteht aus einer Black-Silicon-Fotodiode einem Transimpedanzverstärker mit fester Verstärkung. Er ist für höchste Verstärkung bei 400kHz Bandbreite optimiert.
Dank der Black-Silicon-Technologie bietet der LCA-S-400K-BSI eine außergewöhnlich hohe Quanteneffizienz von ca. 90 % über einen sehr breiten Spektralbereich von 240 bis 1000 nm – einschließlich des tiefen UV-Bereichs ab 200 nm, in dem herkömmliche Silizium-Fotodioden erhebliche Empfindlichkeitseinbußen zeigen.
Features
- Bandbreite DC – 400 kHz
- Transimpedanzverstärkung 107 V/A
- NEP 110 fW/√Hz
- Black-Silicon-Fotodiode mit 2 × 2 mm2 aktiver Fläche
- Spektralbereich 200 – 1100 nm mit ca. 90 % Quanteneffizienz von 240 – 1000 nm
- Freistrahl-Eingang mit 1.035”-40 Gewinde, kompatibel mit vielen optischen Standardsystemen
- Faseranschluss durch Adapter der Serie PRA problemlos möglich
| Modell | LCA-S-400K-BSI-FST |
|---|---|
| Black Silicon Fotodiode | 2 × 2 mm² |
| Spektralbereich | 200 – 1100 nm |
| Bandbreite (−3 dB) | DC – 400 kHz |
| Anstiegszeit (10 – 90 %) |
900 ns |
| Transimpedanzverstärkung | 1 × 107 V/A |
| Konversionsverstärkung | 7,3 × 106 V/W |
| NEP | 110 fW/√Hz |
| Ausgangsspannung | -3 – +10 V |
| Signalausgang | ausgelegt für hochohmige Last, abzuschließen mit ≥ 100 kΩ |
| Datenblatt |  |
| Angebot anfordern |  |
Offset über Potentiometer einstellbar. Ausgänge kurzschlussfest. Versorgungsspannung ±15 V über 3-polige Lemo®-Buchse. Ein passender Stecker wird mitgeliefert. Passendes Netzteil der Serie PS-15 optional erhältlich. Weitere Einzelheiten siehe Datenblatt.
Technologie: Black-Silicon-Fotodioden
Black Silicon (schwarzes Silizium) ist ein Halbleitermaterial, dessen Oberfläche durch Mikro- und Nanostrukturen so modifiziert ist, dass einfallendes Licht nahezu vollständig absorbiert wird. Die namensgebende tiefschwarze Erscheinung entsteht durch die nanoskalige Texturierung der Siliziumoberfläche, die Reflexionsverluste auf ein Minimum reduziert. Während herkömmliches poliertes Silizium je nach Wellenlänge bis zu 40 % des einfallenden Lichts reflektiert, liegt die Reflexion bei Black Silicon typischerweise unter 1 % über einen breiten Spektralbereich.
Nahezu ideale Quanteneffizienz über einen ultrabreiten Spektralbereich
Der größte Vorteil der Black-Silicon-Fotodioden liegt in ihrer außergewöhnlichen Quanteneffizienz. Der LCA-S-400K-BSI erreicht ca. 90 % Quanteneffizienz im Bereich von 240 bis 1000 nm. Im Gegensatz zu herkömmlichen Si-PIN-Fotodioden, deren Empfindlichkeit im UV-Bereich aufgrund von Reflexions- und Rekombinationsverlusten stark abfällt, bleibt die Empfindlichkeit der Black-Silicon-Diode auch im tiefen UV nahezu konstant. Dies macht den LCA-S-400K-BSI besonders geeignet für Anwendungen, die eine gleichmäßige spektrale Empfindlichkeit über einen weiten Wellenlängenbereich erfordern.
Hervorragende UV-Empfindlichkeit
Herkömmliche Silizium-Fotodioden zeigen im UV-Bereich (unter 350 nm) deutliche Empfindlichkeitseinbußen, verursacht durch hohe Oberflächenreflexion und Rekombination der oberflächennah generierten Ladungsträger. Die nanostrukturierte Oberfläche der Black-Silicon-Diode eliminiert die Reflexionsverluste nahezu vollständig, während die induzierte Sperrschicht eine effiziente Sammlung auch der UV-generierten Ladungsträger sicherstellt. Damit entfällt die Notwendigkeit spezieller UV-Beschichtungen oder separater UV-optimierter Detektoren.
Breite Winkelakzeptanz
Die nanostrukturierte Oberfläche sorgt für eine geringe Reflexion auch bei hohen Einfallswinkeln. Typische Black-Silicon-Fotodioden zeigen eine zuverlässige Antwort bei Einfallswinkeln bis zu 70°, was im Vergleich zu planaren Detektoren mit Antireflexbeschichtung eine deutlich größere Winkeltoleranz darstellt. Dies vereinfacht den optischen Aufbau und reduziert Justieraufwand.
Ersatz für mehrere Detektoren
Durch den ultrabreiten Spektralbereich von 200 bis 1100 nm kann der LCA-S-400K-BSI in vielen Anwendungen Messaufbauten vereinfachen, die bislang mehrere verschiedene Detektoren für UV, VIS und NIR erforderten. Ein einzelner Black-Silicon-Fotoempfänger kann den gesamten Bereich abdecken, was Kosten, Komplexität und Kalibrieraufwand reduziert.
Keine zusätzliche Kühlung erforderlich
Der LCA-S-400K-BSI arbeitet bei Raumtemperatur und benötigt keine Kühlung, wie sie z. B. bei Germanium-Fotodioden oder manchen APDs notwendig ist. Dies vereinfacht den Einsatz erheblich und ermöglicht kompakte Messaufbauten.
Vergleich: Black Silicon und konventionelles Si-PIN
| Modell | LCA-S-400K-BSI | LCA-S-400K-SI | Spektralbereich | 200 – 1100 nm | 320 – 1060 nm |
|---|---|---|
| Quanteneffizienz (UV) | ca. 90 % @ 250 nm | < 65 % @ 250 nm |
| Quanteneffizienz (VIS) | ca. 90 % | ca. 80–90 % |
| Winkelabhängigkeit | nein (bis etwa 70°) | ja |
| Aktive Fläche | 2 × 2 mm2 | 3 mm Ø |
| Konversionsverstärkung | 7,3 × 106 V/W @1010 nm | 5,9 × 106 V/W @920 nm |
| UV-Empfindlichkeit | hervorragend | begrenzt |
Stecker und Buchsen
FEMTO Verstärker und Fotoempfänger werden standardmäßig je nach Modell entweder mit BNC- oder SMA-Buchse geliefert. Gerne montieren wir andere Stecker und Buchsen nach Ihren Wünschen. Zu den Möglichkeiten gehören neben BNC, SMA und Typ N auch weitere Typen auf Anfrage. Fügen Sie Ihren Wunsch einfach Ihrer Angebotsanfrage hinzu oder kontaktieren Sie unser Support-Team.
Kundenspezifische Anpassungen
Erfüllt keines der Produkte Ihre Anforderungen? Wir bieten kundenspezifische Anpassungen unserer Produkte an, z.B. angepasste Bandbreite, Verstärkung oder Optimierung auf spezielle Signalquellen. Auch OEM-Versionen zum Beispiel für größere Projekte und Produktintegrationen sind möglich. Unser technischer Support freut sich auf Ihre Anfrage. Womöglich finden Sie auch unter den verwandten Produkten etwas passendes.
| Modell | HBPR-100M-60K-IN-FST HBPR-100M-60K-IN-FS HBPR-100M-60K-IN-FC |
|---|---|
| 10 mW je Fotodiode | |
| Tiefpassfilter | Volle Bandbreite umschaltbar auf 20 MHz (obere Grenzfrequenz) |
| Hochpassfilter (AC-Kopplung) | DC-Kopplung umschaltbar auf AC (10 Hz untere Grenzfrequenz) |
| Signalausgangsspannung | ±1,0 V an 50 Ω Last (für lineare Verstärkung und geringe harmonische Verzerrung),maximal ±2.0 V an 50 Ω Last |
| Monitorausgänge | Transimpedanz (Verstärkung) 1000 V/A, Bandbreite DC – 10 MHz,Ausgangsspannung 0 … +10 V (@ ≥100 kΩ Last) |
| Versorgungsspannung / Versorgungsstrom | ±15 V (±14.5 V … ±16.5 V) –90 / +120 mA typ. |
| Gehäuse | 80 x 80 x 30,5 mm (L x B x H) Gewicht FC-Modelle 350 g (0.77 lbs), Gewicht FS/FST-Modelle 410 g (0.9 lbs) |
Kompatibel mit optischer Bank (Freistrahl) und Faseroptik
Der Freistrahleingang (FST) ist als 1.035″-40 Gewindeflansche mit anschraubbarem Kopplerring ausgeführt und bietet eine breite Kompatibilität mit optischem Zubehör diverser Hersteller, wie zum Beispiel Linsen, Tubusse, Käfigsysteme, optische Adapter etc.
Der relativ großflächige Detektor erleichtert das Fokussieren und sichert einen hohen und stabilen Kopplungsgrad auch bei Verwendung der optional erhältlichen Faseroptikadapter.
Der LCA-S-400K-BSI kann aufgrund der großen Detektorfläche problemlos und ohne nennenswerte Kopplungsverluste zu einem Faseranschluss (FC, FSMA) umgebaut werden, durch einfaches Anschrauben der optional erhältlichen Faseradapter der Serie PRA.
Er ist mit UNC 8-32- und M4-Gewindebohrungen ausgerüstet und kann damit komfortabel und stabil auf marktüblichen Stangenhaltern in optische Systeme integriert werden.
Anwendungen
- Spektroskopie (UV-VIS-NIR)
- Fluoreszenz-Messungen
- Chromatographie
- Reflexions- und Transmissionsmessungen
- Zeitaufgelöste optische Puls- und Leistungsmessung
- Charakterisierung von Lichtquellen (inkl. UV-LEDs und Breitband-Quellen)
- Hochempfindliche Messungen mit Chopper-Modulation
- Optisches Eingangsmodul (O/E-Konverter) für Oszilloskope, A/D-Wandler und Lock-In-Verstärker
- UV-Strahlungsmesstechnik und Umweltmonitoring
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