Symmetrische (Balanced) Fotoempfänger / Fotodetektoren HBPR

Features

  • Bandbreite bis zu 500 MHz
  • Rauschunterdrückung (CMRR Gleichtaktrauschen) bis zu 55 dB
  • Sehr rauscharm, NEP bis zu 3,7 pW/√Hz
  • Si- und InGaAs-Modelle für den Spektralbereich von 320 bis 1700 nm
  • Schaltbarer 20 MHz Tiefpassfilter zur Minimierung des Breitbandrauschens
  • Hohe Verstärkung bis zu 60.000 V/A, in zwei Stufen umschaltbar
  • Umschaltbare Kopplung (AC/DC) des Ausgangssignals
  • Schnelle DC gekoppelte Monitorausgänge mit 10 MHz Bandbreite
  • Eingang wahlweise freistrahl- oder fasergekoppelt
  • 1.035″-40 Freistrahl-Eingangsgewinde, kompatibel mit vielen optischen Standardsystemen

Modelle für den Spektralbereich von 320 bis 1000 nm:

ModellHBPR-100M-60K-SI-FST
HBPR-100M-60K-SI-FC
HBPR-200M-30K-SI-FST
HBPR-200M-30K-SI-FC
HBPR-500M-10K-SI-FST
HBPR-500M-10K-SI-FC
Si-PIN Fotodiode0,8 mm Ø0,8 mm Ø0,4 mm Ø, FC Modell mit Kugellinse
Spektralbereich320 – 1000 nm320 – 1000 nm320 – 1000 nm
Bandbreite (−3 dB)DC – 100 MHzDC – 200 MHzDC – 500 MHz
Transimpedanzverstärkung (umschaltbar)2,0 x 104 V/A 6,0 x 104 V/A1,0 x 104 V/A 3,0 x 104 V/A5,0 x 103 V/A 10,0 x 103 V/A
Konversionsverstärkung (umschaltbar)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 dB45 dB40 dB
Datenblatt FST-VersionDownloadDownloadDownload
Datenblatt FC-VersionDownloadDownloadDownload

Modelle für den Spektralbereich von 800 bis 1700 nm:

ModellHBPR-100M-60K-IN-FST
HBPR-100M-60K-IN-FC
HBPR-200M-30K-IN-FST
HBPR-200M-30K-IN-FC
HBPR-450M-10K-IN-FST
HBPR-500M-10K-IN-FC
InGaAs-PIN Fotodiode0,3 mm Ø (FST-Modelle), 80 µm Ø, Kugellinse (FC-Modelle)
Spektralbereich800 – 1700 nm (FST-Modelle), 900 – 1700 nm (FC-Modelle)
Bandbreite (−3 dB)DC – 100 MHzDC – 200 MHzDC – 450 MHz (FST) DC – 500 MHz (FC)
Transimpedanzverstärkung (umschaltbar)2,0 x 104 V/A 6,0 x 104 V/A1,0 x 104 V/A 3,0 x 104 V/A5,0 x 103 V/A 1,0 x 104 V/A
Konversionsverstärkung bei 1550 nm (umschaltbar)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 (FST) ≤ 4,1 pW/√Hz (FC)≤ 6,5 pW/√Hz (FST) ≤ 6,7 pW/√Hz (FC)
NEP (@ 20 MHz, 1550 nm)≤ 4,3 pW/√Hz (FST) ≤ 4,0 pW/√Hz (FC)≤ 4,9 pW/√Hz (FST) ≤ 4,4 pW/√Hz (FC)≤ 6,9 pW/√Hz
Gleichtaktunterdrückung (typ.) 50 dB (FST) 55 dB (FC)45 dB (FST) 50 dB (FC)35 dB (FST) 45 dB (FC)
Datenblatt FST-VersionDownloadDownloadDownload
Datenblatt FC-VersionDownloadDownloadDownload

Die folgenden Spezifikationen gelten für alle HBPR-Modelle:

Max. CW Gleichtaktleistung10 mW je Fotodiode
TiefpassfilterVolle 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.
Gehäuse80 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.

Erfassung kleinster optischer Differenzsignale von DC bis 500 MHz

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.

Kompatibel mit optischer Bank (Freistrahl) und Faseroptik

Die Freistrahleingänge (FST) sind als 1.035″-40 Gewindeflansche mit anschraubbarem Kopplerringen ausgeführt und bieten 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 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.

Abb. 1
Fasergekoppelte Ausführung (FC)

(Stangenhalterungen gehören nicht zum Lieferumfang)

Abb. 2
Freistrahl-Ausführung mit 1.035″-40 Gewinde (FST)

(Stangenhalterungen gehören nicht zum Lieferumfang)

Anwendungen

  • Optische Spektroskopie
  • Kohärente Heterodyn-Detektion
  • Homodyn-Detektion optischer Quantenzustände
  • Optische Kohärenztomographie (OCT)
  • Interferometrische Messungen
  • Optische Verzögerungsmessungen
  • Differentielles optisches Front-End für Oszilloskope, Spektrumanalysatoren, A/D-Wandler und Lock-In-Verstärke

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Faser-Adapter