Durch präzise Differenzbildung der beiden Eingangssignale wird das Gleichtaktrauschen, wie zum Beispiel das Intensitätsrauschen der verwendeten Laserquelle, unterdrückt. Auf diese Weise können kleinste optische Signale aus dem Signalmesspfad extrahiert werden, die sonst im Rauschpegel untergehen würden.
Die Fotoempfänger / Fotodetektoren der HBPR-Serie bestehen aus der Kombination von zwei antiparallel verschalteten Fotodioden mit einem nachfolgenden rauscharmen Transimpedanzverstärker. Die Fotodioden werden zur Erzielung höchstmöglicher Gleichtakt-Rauschunterdrückung (CMRR) sorgfältig selektiert und paarweise abgeglichen. Das niedrige Eingangsrauschen (NEP) zusammen mit einer extrem hohen Gleichtaktunterdrückung setzt Maßstäbe für symmetrische (balanced) Fotoempfänger im
MHz-Bereich und ermöglicht eine hochempfindliche Signalerfassung. Die hohe Bandbreite erlaubt die präzise Erfassung von Laserpulsen auch mit hohen Repetitionsraten und schnell wechselnden Signalformen, wie zum Beispiel in der Quantenzustandstomographie.
Aufgrund weiterer Ausstattungsmerkmale wie zuschaltbare Bandbreitenbegrenzung (Tiefpassfilter), separaten schnellen Monitorausgängen, einstellbarem Offset sowie einer umschaltbaren AC/DC-Kopplung gehören die Fotoempfänger der
HBPR-Serie zu den vielseitigsten symmetrischen Fotoempfängern.
Die Freistrahleingänge sind als 1.035"-40 Gewindeflansch mit anschraubbarem Kopplerring (FST) oder als 25 mm Rundflansch ohne Gewinde (FS) ausgeführt. Beide Typen eröffnen eine breite Kompatibilität mit optischem Zubehör diverser Hersteller, wie zum Beispiel Linsen, Tubusse, Käfigsysteme, optische Adapter etc.
Die relativ großflächigen Detektoren erleichtern das optische Fokussieren in Freistrahlanwendungen und sichern einen hohen und stabilen Kopplungsgrad bei Verwendung der optional erhältlichen Faseroptikadapter.
Die FST-Freistrahl SI-Modelle mit Ø 0,8 mm Fotodetektor können 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. Für die Modelle mit kleineren Detektorflächen, wie zum Beispiel
Ø 0,4 / 0,3 mm, wird die Verwendung von Faseradaptern nur bedingt empfohlen, da Kopplungsverluste und Instabilitäten auftreten können. Liegt der Schwerpunkt auf hochpräzisen faseroptischen Messungen, liefert die Verwendung von FC-Modellen mit festem optischen FC-Fasereingang in der Regel die besten Ergebnisse.
Alle HBPR-Fotoempfänger sind mit UNC 8-32- und M4-Gewindebohrungen ausgerüstet und können damit komfortabel und stabil auf marktüblichen Stangenhaltern in optische Systeme integriert werden.
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(Stangenhalterungen gehören nicht zum Lieferumfang)
Modelle für den Spektralbereich von 320 bis 1000 nm:
Modell |
HBPR-100M-60K-SI-FST HBPR-100M-60K-SI-FS HBPR-100M-60K-SI-FC |
HBPR-200M-30K-SI-FST |
HBPR-500M-10K-SI-FST HBPR-500M-10K-SI-FS HBPR-500M-10K-SI-FC |
Si-PIN Fotodiode |
0,8 mm Ø |
0,8 mm Ø |
0,4 mm Ø, |
Spektralbereich |
320 - 1000 nm |
320 - 1000 nm |
320 - 1000 nm |
Bandbreite (−3 dB) |
DC - 100 MHz |
DC - 200 MHz |
DC - 500 MHz |
Transimpedanzverstärkung (umschaltbar) |
2,0 x 104 V/A |
1,0 x 104 V/A |
5,0 x 103 V/A |
Konversionsverstärkung |
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) |
Gleichtaktunterdrückung (typ.) |
50 dB |
45 dB |
40 dB |
Datenblatt FS/FST-Version |
280 kB | 280 kB | 280 kB |
Datenblatt FC-Version |
219 kB | 219 kB | 219 kB |
Modelle für den Spektralbereich von 800 bis 1700 nm:
Modell |
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 Fotodiode |
0,3 mm Ø (FS/FST-Modelle), 80 µm Ø, Kugellinse (FC-Modelle) |
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Spektralbereich |
800 - 1700 nm (FS/FST-Modelle), 900 - 1700 nm (FC-Modelle) |
||
Bandbreite (−3 dB) |
DC - 100 MHz |
DC - 200 MHz |
DC - 450 MHz (FS/FST) |
Transimpedanzverstärkung (umschaltbar) |
2,0 x 104 V/A |
1,0 x 104 V/A |
5,0 x 103 V/A |
Konversionsverstärkung |
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. |
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 |
Gleichtaktunterdrückung (typ.) |
50 dB (FS/FST) 55 dB (FC) |
45 dB (FS/FST) 50 dB (FC) |
35 dB (FS/FST) 45 dB (FC) |
Datenblatt FS/FST-Version |
272 kB | 272 kB | 272 kB |
Datenblatt FC-Version |
219 kB | 219 kB |
Die folgenden Spezifikationen gelten für alle HBPR-Modelle:
Max. CW Gleichtaktleistung |
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 / |
±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) |
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.
Mit dem äußerst rauscharmen Quarz-Stimmgabel Ladungsverstärker HQA-15M-10T ergänzt FEMTO sein Produktspektrum um einen anwendungsspezifischen Verstärker.
Mit der komplett neu entwickelten Fotoempfänger/Fotodetektoren-Plattform HBPR legt FEMTO die Messlatte im Bereich der symmetrischen (balanced) Fotoempfänger auf eine neue Höhe.
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