Apr. 2015 ® ® 精密計測用MPPC /MPPC モジュール 低ノイズを実現した精密計測用MPPC 高検出効率を維持しつつ、同時に低クロストーク、 低アフターパルス、低ダークカウントを実現した精 密計測用のMPPC/MPPCモジュールです。 MPPCとは MPPC (Multi-Pixel Photon Counter)は、Si-PM (Silicon Photomultiplier)と呼ばれるデバイスの1 種で、ガイガーモードAPDをマルチピクセル化したフォトンカウンティング (光子計測)デバイスで R す。光半導体素子でありながら、優れたフォトンカウンティング能力をもっており、フォトンカウン ティングレベルの微弱光を検出するさまざまな用途に利用することができます。 MPPCは、低電圧で動作し、高い増倍率、高い検出効率、高速応答、優れた時間分解能、広い感 度波長範囲といった特長があり、フォトンカウンティングにおいて必要とされる性能を高いレベル で実現しています。さらに、磁場の影響を受けない、衝撃などに強い、入射光の飽和による焼き 付きがないという固体素子ならではの優位性もあります。 NEW 精密計測用MPPCの特長 MPPCによるフォトン検出時には、入射フォトンの出力パルスとは別にアフターパルスやクロストークと呼ばれる偽 パルスが出力されることがあります。精密計測用MPPCでは、高検出効率を維持しつつ、低アフターパルス、低クロ ストーク、低ダークカウントを実現しています。 低 クロ スト ー ク フォトンを検出したピクセルが他のピクセルに影響し、出力パルスとは別のパルスを同時に発生させることがあります。これをクロス トークと呼んでいます。精密計測用のMPPCでは、クロストークの発生を抑制する構造を採用することで、従来品に対してクロストー クの大幅な低減(発生率：44%→3%)を実現しました。 クロストークパルス S13360-3050CS (3×3 mm, 50 μmピッチ) 50 mV 50 mV 従来品 (3×3 mm, 50 μmピッチ) 10 ns 低 ア フターパ ルス MPPCによるフォトン検出時に、出力パルスとは別に遅れて再び信号が出力されることがあります。これをアフターパルスと呼んでいます。 精密計測用のMPPCは、低アフターパルスを実現しています。 S13360-3050CS (3×3 mm, 50 μmピッチ) アフターパルス 50 mV 50 mV 従来品 (3×3 mm, 50 μmピッチ) 10 ns 低 ダー ク カ ウ ント 材料やウエハプロセス技術の改善によって、従来品に比べてダークカウントが約1/2に低減されています。 P.3 [ ダークカウント－オーバー電圧 ] 参照。 (Typ. Ta=25 ℃, 3 × 3mm, Vov=3 V) 従来品 1 Mcps 2 S13360-3050CS 0.5 Mcps 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール 動作電圧範囲の拡大 MPPCの動作電圧Vopは、ブレークダウン電圧 Vbr + オーバー電圧 Vovで表せます。動作電圧を上げるほど、ゲインや検出効率は向上しますが、 一方でノイズ成分であるクロストークやダークカウントも同時に増加してしまいます。従来品ではノイズ成分の電圧依存性が強く、動作電圧を上げ ると大幅にノイズ成分が増加しました。一方、精密計測用MPPCでは動作電圧を上げてもノイズ成分の増加は抑えられており、動作電圧を上げて 使用 (高ゲイン、高検出効率)できます。 増倍率－オーバー電圧 検出効率－オーバー電圧 (Typ. Ta=25 °C) 3.5 × 106 NEW S13360-3050CS 3.0 × 106 50 ࢘ၚ (%) ௩ၚ 2.5 × 106 6 2.0 × 10 1.5 × 106 ਲြ 1.0 × 106 NEW S13360-3050CS ਲြ 40 30 20 10 5.0 × 105 0 (Typ. Ta=25 °C) 60 0 1 2 3 4 5 6 7 0 8 0 1 2 ȜΨȜഩգ (V) 3 4 5 6 7 8 ȜΨȜഩգ (V) KAPDB0307JA クロストーク確率－オーバー電圧 KAPDB0308JA ダークカウント－オーバー電圧 (Typ. Ta=25 ˚C) 50 (Typ. Ta=25 ˚C) 10000 ਲြ ΘȜ·;ϋΠ (kcps) ·υΑΠȜ·ږၚ (%) 40 ਲြ 30 20 1000 NEW S13360-3050CS 100 10 NEW S13360-3050CS 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 ȜΨȜഩգ (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 ȜΨȜഩգ (V) KAPDB0309JA KAPDB0310JA 3 ラインアップ MPPCモジュール アナログ出力タイプ 型名 写真 掲載 有効受光面 ピクセル 高域遮断 雑音等価電力 温度制御 供給電圧 ページ サイズ ピッチ 周波数 内蔵MPPC C13365-1350SA S13360-1350CS C13365-3050SA S13360-3050CS □3.0 mm C13366-1350GA 電子冷却型 (精密計測用) C13366-3050GA □1.3 mm □1.3 mm □3.0 mm 50 μm 50 μm 0.7 fW/Hz1/2 1.6 fW/Hz1/2 0.15 fW/Hz1/2 0.3 fW/Hz1/2 7 MHz 温度補償 (非冷却) ±5 V 8 7 MHz 電子冷却 (-20 °C) ±5 V 9 デジタル出力タイプ 型名 写真 C13366-1350GD 有効受光面 ピクセル サイズ ピッチ 内蔵MPPC 電子冷却型 (精密計測用) C13366-3050GD □1.3 mm □3.0 mm 50 μm ダーク カウント 2.5 kcps 15 kcps 最大カウント 掲載 温度制御 供給電圧 レート ページ 10 Mcps 電子冷却 (-20 °C) ±5 V 10 スターターキット 型名 C12332 写真 温度制御 供給電圧 温度補償 (非冷却) ±5 V 掲載 ページ 特長 ・任意の非冷却MPPC (別売)を評価可能 ・MPPC用電源C11204-01搭載 ・PCからMPPC動作電圧を設定するのみで測定可能 18 MPPC 型番 有効受光面サイズ ピクセルピッチ S13360-1325CS 25 μm S13360-1350CS 50 μm S13360-1325PE □1.3 mm 25 μm S13360-1350PE 50 μm S13360-3025CS 25 μm S13360-3050CS 50 μm S13360-3025PE □3.0 mm 25 μm S13360-3050PE 50 μm S13360-6025CS 25 μm S13360-6050CS 50 μm S13360-6025PE S13360-6050PE 4 写真 □6.0 mm 25 μm 50 μm パッケージ 掲載 ページ セラミック 表面実装型 セラミック 12 表面実装型 セラミック 表面実装型 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール ® MPPC モジュール MPPC module for precision measurement MPPCモジュールは幅広いラインアップを有しており、フォトンカウンティング領域からnW領域までの 広い光量範囲 (10桁)において計測が可能です。MPPCの動作に必要なアンプ・温度補償回路・高圧電源 回路などを搭載しており、電源 (±5 Vなど)を供給するのみで使用可能です。低ダークカウントを実現し た冷却型モジュールから、温度補償機能を搭載し、安定した計測が可能な非冷却型モジュールまで幅広 いラインアップがあります。お客様の要望する仕様に合わせたカスタム品にも対応が可能です。 5 測定可能な入射光量範囲 MPPCモジュールには、入射光量 (フォトン数)に応じてアナログ出力とデジタル出力の2タイプがあります。 (λ=450 nm) C11209-110 ႖߿ݕȟ10 μmάΛΙ ͺυΈႁ C13365 ΏςȜΒ ႖߿ݕȟ50 μmάΛΙ Ηͼί C13366-GA ΏςȜΒ ഩঊ႖߿ݕȟ50 μmάΛΙ C13366-GD ΏςȜΒ ഩঊ႖߿ݕȟĶıġ㽀ŮάΛΙ ΟΐΗσႁ C13001-01 ഩঊ႖߿ݕȟΏϋΈσά·ΓσġĩέͼΨΛίςϋΈΗͼίĪ Ηͼί වৣέΠϋତ (cps) වৣၾ (˳) 100 10-18 102 104 10-15 106 10-12 108 1010 10-9 1012 10-6 KACCC0678JE アナログ出力タイプとデジタル出力タイプからの選択 MPPCモジュールに入射する光量によって、アナログ出力タイプ、デジタル出力タイプを選択する必要があります。入射光量の 異なる場合のMPPCの出力をオシロスコープで観測した波形を以下の出力波形 (a)(b)(c)に示します。(a)(b)(c)の順で入射光量 が多くなり、(a)は微弱光を入射したときを示します。(a)の出力信号は離散したパルス形状であり、この状態ではデジタル出力タ イプを選択して、信号を2値化しパルス数をカウントする方が高S/Nの測定ができます。デジタル出力タイプの場合、ダークカウン トは減算が可能なため、検出限界はダークカウントの揺らぎによって決まります。 入射光量が多くなると、出力波形はパルスが重なり合った形状になります [(b)(c)]。この状態ではパルス数をカウントできな いため、アナログ出力タイプを選択して、アナログ出力を測定し平均値を求めます。アナログ出力タイプの検出限界は、暗電流 のショットノイズと読み出し回路の遮断周波数により決まります。 パルス波形の比較 (代表例) (a) 微弱光 6 (b) 光量小 (c) 光量大 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール ブロック図 アナログ出力タイプ (C13365-1350SA) ͺϋί ͺυΈႁ MPPC MPPCဥഩ࡙ C11204-01 أഽΓϋ ±5 V KACCC0675JA デジタル出力タイプ (C13360-1350GD) ഩঊ႖߿ݕ MPPC ࣞഩգ ϋΠυȜρ ࣞഩգഩ࡙ٝႹ أഽ ϋΠυȜρ ζͼϋ ͺϋί ϋΩτȜΗٝႹ ±5 V ΟΐΗσႁ KACCC0674JA 接続例 (C13366-1350GA) ΏυΑȜί ͺυΈ ΉȜήσ ഩ࡙ΉȜήσ (ັ௺) ࡙ έΠϋ MPPCκΐνȜσ ഩ࡙ (±5 V) ࡑ KACCC0684JA 7 MPPCモジュール アナログ出力 C13365シリーズ 特長 用途 ● 精密計測用MPPCを内蔵 ● 短波長域で高感度 ● フローサイトメトリ ● 低い雑音等価電力 ● 蛍光計測 ● 微弱光計測 ● 温度補償機能を内蔵 ● 小型/ 軽量 絶対最大定格 項目 記号 Vs Topr Tstg 電源電圧 動作温度 保存温度 条件 値 ±6 -10 ～ +40 -20 ～ +70 結露なきこと 結露なきこと 単位 V °C °C 仕様 (指定の無い場合はTyp. Ta=25 °C, λ=λp, Vs= ±5 V) 項目 記号 λ λp - 感度波長範囲 最大感度波長 有効受光面サイズ ピクセルピッチ ピクセル数 出力電圧の温度安定度 光電変換感度 高域 遮断周波数 低域 雑音等価電力 最低検出限界 最大出力電圧 外形寸法 (W × D × H) fc NEP - 条件 Ta=25 ± 10 °C -3 dB 暗状態 暗状態 ブロック図 C13365-1350SA C13365-3050SA Min. Typ. Max. Min. Typ. Max. 320～900 320～900 500 500 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 50 50 667 3600 ±5 ±5 0.7 1.0 1.3 0.7 1.0 1.3 5 7 5 7 DC DC 0.7 1.4 1.6 3.2 2 4 4.5 9 4.9 4.9 36 × 22 × 12.9 アナログ出力波形 ࣞ௸ͺϋί ͺυΈႁ MPPC أഽΓϋ MPPCဥഩ࡙ C11204-01 GND 100 mV +5 V KACCC0710JA 1 μs 8 単位 nm nm mm μm % ×109 V/W MHz fW/Hz1/2 pW.r.m.s. V mm 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール MPPCモジュール アナログ出力 C13366-GAシリーズ 特長 用途 ● 電子冷却型MPPCを内蔵 ( 精密計測用MPPC) ● 短波長域で高感度 ● 微弱光計測 ● 低い雑音等価電力 ● 蛍光計測 ● レーザ顕微鏡 ● フローサイトメトリ ● 温度制御機能を内蔵 絶対最大定格 項目 記号 Vs Topr Tstg 電源電圧 動作温度 保存温度 条件 値 ±6 -10 ～ +40 -20 ～ +70 結露なきこと 結露なきこと 単位 V °C °C 仕様 (指定の無い場合はTyp. Ta=25 °C, λ=λp, Vs= ±5 V) 項目 記号 C13366-1350GA C13366-3050GA Min. Typ. Max. Min. Typ. Max. 320 ～ 900 320 ～ 900 500 500 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 50 50 667 3600 -20 -20 0.7 1.0 1.3 0.7 1.0 1.3 5 7 5 7 DC DC 0.15 0.3 0.3 0.6 0.4 0.8 0.8 1.6 4.9 4.9 98 × 60 × 35 条件 λ λp Td - 感度波長範囲 最大感度波長 有効受光面サイズ ピクセルピッチ ピクセル数 素子温度 (設定温度) 光電変換感度 高域 遮断周波数 低域 雑音等価電力 最低検出限界 最大出力電圧 外形寸法 (W × D × H) fc NEP - -3 dB 暗状態 暗状態 ブロック図 nm nm mm μm °C ×109 V/W MHz fW/Hz1/2 pW.r.m.s. V mm アナログ出力波形 ࣞഩգ ϋΠυȜρ ࣞഩգഩ࡙ٝႹ أഽ ϋΠυȜρ ζͼϋ ͺϋί ±5 V GND ͺυΈႁ 100 mV ഩঊ႖߿ݕ MPPC 単位 KACCC0680JA 1 μs 9 MPPCモジュール デジタル出力 C13366-GDシリーズ 特長 用途 ● 電子冷却型MPPCを内蔵 ( 精密計測用MPPC) ● 短波長域で高感度 ● 微弱光計測 ● フローサイトメトリ ● 蛍光計測 ● 低クロストーク ● 低ダークカウント ● 低アフターパルス 絶対最大定格 項目 記号 Vs Topr Tstg 電源電圧 動作温度 保存温度 条件 値 ±6 -10 ～ +40 -20 ～ +70 結露なきこと 結露なきこと 単位 V °C °C 仕様 (指定の無い場合はTyp. Ta=25 °C, λ=λp, Vs=±5 V) 項目 記号 感度波長範囲 最大感度波長 有効受光面サイズ ピクセルピッチ ピクセル数 素子温度 (設定温度) 検出効率 ダークカウント コンパレータ出力 アフターパルス確率 クロストーク確率 コンパレータ閾値レベル 外形寸法 (W × D × H) λ λp Td PDE - 条件 閾値レベル: 0.5 p.e. 閾値レベル: 0.5 p.e. 100 ns ～ 500 ns ブロック図 デジタル出力波形 ࣞഩգ ϋΠυȜρ ࣞഩգഩ࡙ٝႹ أഽ ϋΠυȜρ ζͼϋ ͺϋί ϋΩτȜΗٝႹ ±5 V ΟΐΗσႁ 1V ഩঊ႖߿ݕ MPPC C13366-1350GD C13366-3050GD Min. Typ. Max. Min. Typ. Max. 320 ～ 900 320 ～ 900 450 450 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 50 50 667 3600 -20 -20 40 40 2.5 10 15 50 TTLコンパチブル 0.1 0.1 1 3 0.5 ～ 8.5 (9段階調整可能) 98 × 60 × 35 GND KACCC0674JA 10 ns 10 単位 nm nm mm μm °C % kcps % % p.e. mm 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール MPPCモジュールの応用例 フローサイトメトリ 蛍光計測 ൵ఘτȜΎ দ MPPCκΐνȜσ MPPCκΐνȜσ ࠖ อ έΠΘͼȜΡ ८၄ ϋίσ KACCC0664JA 重要な特性 高検出効率, 低アフターパルス 推奨MPPCモジュール C13366-1350GA, C13366-3050GA C13366-1350GD, C13366-3050GD KACCC0668JB 重要な特性 広ダイナミックレンジ、高検出効率 推奨MPPCモジュール C13365-1350SA, C13365-3050SA C13366-1350GA, C13366-3050GA シンチレーション計測 粒径計測 ͈܈ պ౾ૂ༭ చકγ ࡙ MPPCκΐνȜσ ࡑ৪ MPPCκΐνȜσ ȪͺτͼΗͼίȫ KACCC0598JA 重要な特性 広ダイナミックレンジ 重要な特性 推奨MPPCモジュール C13365-1350SA, C13365-3050SA 低ダークカウント, 低アフターパルス 推奨MPPCモジュール C13001-01 ウエハ表面検査 距離計測 MPPCκΐνȜσ ൵ఘτȜΎ KACCC0764JA MPPCκΐνȜσ ൵ఘτȜΎ ;Χ KACCC0665JA 重要な特性 高速応答, 広ダイナミックレンジ 推奨MPPCモジュール C11209シリーズ KACCC0666JA 重要な特性 高速応答, 広ダイナミックレンジ 推奨MPPCモジュール C11209シリーズ 11 MPPC ® MPPC for precision measurement 12 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール 精密計測用MPPC S13360シリーズ 高検出効率を維持しつつ、同時に低クロストーク、低アフターパルス、低ダークカウントを実現した精密計測用のMPPCです。低ノイズ 特性が要求されるフローサイトメトリ、DNAシーケンサ、レーザ顕微鏡、蛍光計測などの精密計測に適しています。セラミックパッケー ジと表面実装型を用意しています。 ピクセルピッチ: 25 μm S13360-1325CS, S13360-3025CS, S13360-6025CS S13360-1325PE, S13360-3025PE, S13360-6025PE 構成 項目 -1325CS 1.3 × 1.3 2668 有効受光面サイズ ピクセル数 パッケージ 窓材 窓材屈折率 開口率 S13360 -3025CS -6025CS -1325PE -3025PE -6025PE 3.0 × 3.0 6.0 × 6.0 1.3 × 3.0 3.0 × 3.0 6.0 × 6.0 14400 57600 2668 14400 57600 セラミック 表面実装型 シリコーン樹脂 エポキシ樹脂 1.41 1.55 47 単位 mm % 絶対最大定格 項目 記号 動作温度 *1 保存温度 *1 Topr Tstg -1325CS -3025CS -20 ～ +40 S13360 -6025CS -1325PE -3025PE -0 ～ +40 -6025PE -20 ～ +60 単位 ℃ ℃ 電気的光学的特性 (指定のない場合はTyp. Ta=25 ℃, V=Vop) 項目 記号 λ λp PDE 感度波長範囲 最大感度波長 検出効率 ( λ = λ p)*2 ダークカウント *3 -1325CS -1325PE Typ. Max. クロストーク確率 端子間容量 増倍率 降伏電圧 推奨動作電圧 推奨動作電圧の温度係数 Ct M VBR Vop - 70 210 2 60 S13360 -3025CS -3025PE 320 ～ 900 450 25 400 1200 5 320 7.0 × 105 53 ± 5 VBR + 5 54 -6025CS -6025PE 単位 nm nm % 1600 5000 1280 kcps % pF V V mV/℃ *1: 結露なきこと *2: 検出効率は、クロストークとアフターパルスを含んでいません。 *3: 閾値=0.5 p.e. 13 ピクセルピッチ: 50 μm S13360-1350CS, S13360-3050CS, S13360-6050CS S13360-1350PE, S13360-3050PE, S13360-6050PE 構成 項目 -1350CS 1.3 × 1.3 667 有効受光面サイズ ピクセル数 パッケージ 窓材 窓材屈折率 開口率 S13360 -3050CS -6050CS -1350PE -3050PE -6050PE 3.0 × 3.0 6.0 × 6.0 1.3 × 3.0 3.0 × 3.0 6.0 × 6.0 3600 14400 667 3600 14400 セラミック 表面実装型 シリコーン樹脂 エポキシ樹脂 1.41 1.55 74 単位 mm % 絶対最大定格 項目 記号 動作温度 *1 保存温度 *1 Topr Tstg -1350CS -3050CS -20 ～ +40 S13360 -6050CS -1350PE -3050PE -0 ～ +40 -6050PE -20 ～ +60 単位 ℃ ℃ 電気的光学的特性 (指定のない場合はTyp. Ta=25 ℃, V=Vop) 項目 記号 λ λp PDE 感度波長範囲 最大感度波長 検出効率 ( λ = λ p)*2 ダークカウント *3 -1350CS -1350PE Typ. Max. クロストーク確率 端子間容量 増倍率 降伏電圧 推奨動作電圧 推奨動作電圧の温度係数 Ct M VBR Vop - 90 270 1 60 S13360 -3050CS -3050PE 320 ～ 900 450 40 500 1500 3 320 1.7 × 106 53 ± 5 VBR + 3 54 *1: 結露なきこと *2: 検出効率は、クロストークとアフターパルスを含んでいません。 *3: 閾値=0.5 p.e. 14 -6050CS -6050PE 単位 nm nm % 2000 6000 1280 kcps % pF V V mV/℃ 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール 外形寸法図 (単位 :mm) S13360-1325CS/-1350CS S13360-1325PE/-1350PE 0.4 ± 0.15 1.3 ࿂ 1.3 × 1.3 1.3 2.1 5.0 ± 0.2 1.3 0.26 ± 0.15 ऋޕໂ 1.3 × 1.3 ࿂ 0.4 ± 0.15 ΏςȜϋਏড ε΅Ώਏড 0.3 0.85 ± 0.15 1.5 1.3 12 ± 1.0 1.0 0.4 ± 0.15 2.625 +0 6.0 -0.25 ΕȜΡঊ ນাࠪ ϕ0.45 ± 0.05 ςȜΡ ࿂ 3.0 ± 0.2 NC ΕȜΡ ͺΦȜΡ NC 0.6 0.5 0.6 ςȜΡऺৗ: Fe-Ni-Coࣣ߄ ςȜΡੜၑ: AuιΛ΅ ঐা̧̈́ओ: ±0.2 ΙΛίպ౾ୈഽ: ΩΛΉȜΐ͈ಎͬܖ̱͂̀ X, ȜΞͻϋΈਏড͉ȂΩΛΉȜΐષ डఱ0.1 mmେͤષ̦ͥાࣣ̦̜ͤ ঐা̧̈́ओ: ±0.1 *ΙΛί͈ಎ؇̥ͣΩΛΉȜΐ ġಎ؇༹͈́͘ 0.6 1.425 0.6 ɼˋʟʛʇʑʶĜʇ KACCA0158JA KACCA0155JA S13360-3025CS/-3050CS S13360-3025PE/-3050PE 4.35 6.55 ± 0.15 0.925 ± 0.15 3.0 6.0 ± 0.5 0.3 ε΅Ώਏড ࿂ ɸ0.46 ± 0.05 ςȜΡ 1.45 ± 0.15 ΏςȜϋਏড 3.0 3.85 0.33 0.25 ± 0.15 2.0 0.45 ࿂ 3.0 × 3.0 0.425 ± 0.15 3.0 5.9 ± 0.15 3.0 ࿂ 3.0 × 3.0 ࿂ KAPDA0156JA 2.2 1.0 KACCA0159JA 7.35 6.0 6.0 8.9 ± 0.1 6.0 ɸ0.5 ςȜΡ 1.45 ± 0.2 ࿂ (10.5) ε΅Ώਏড 0.3 0.425 ± 0.15 0.3 0.8 ࿂ 4.2 ΏςȜϋਏড 0.25 ± 0.15 2.0 ± 0.1 6.0 ࿂ 6.0 × 6.0 0.425 ± 0.15 S13360-6025PE/-6050PE 10.1 ± 0.1 ࿂ 6.0 × 6.0 ঐা̧̈́ओ: ±0.1 *ΙΛί͈ಎ؇̥ͣΩΛΉ ġಎ؇༹͈́͘ 6.85 S13360-6025CS/-6050CS ͼϋΟΛ·Α ζȜ· 6.85 2.0 1.0 2.54 ± 0.15 4.25 7.35 7.4 ± 0.2 ͼϋΟΛ·ΑζȜ·Ļġ ΕȜΡ 4.6 ςȜΡऺৗ: Fe-Ni-Coࣣ߄ ςȜΡੜၑ: AuιΛ΅ ঐা̧̈́ओ: ±0.2 ΙΛίպ౾ୈഽ: ΩΛΉȜΐ͈ಎͬܖ̱͂ ȜΞͻϋΈਏড͉ȂΩΛΉ डఱ0.1 mmେͤષ̦ͥાࣣ KAPDA0157JA NC ͺΦȜΡ ΕȜΡ NC ͼϋΟΛ·Α ζȜ· ঐা̧̈́ओ: ±0.1 *ΙΛί͈ಎ؇̥ͣΩΛΉȜΐ͈ಎ؇́͘ KAPDA0153JA 15 その他の MPPC 製品 Other MPPC and MPPC module 一般計測用MPPC (低アフターパルス)の製品ラインアップです。 MPPCモジュール 型名 写真 C11209-110 C13001-01 有効受光面 サイズ ピクセルピッチ 温度制御 出力 □1.0 mm 10 μm 温度補償 (非冷却) アナログ 電子冷却 (-20 °C) デジタル シングルピクセル ɸ50 μm (ファイバカップリングタイプ) MPPCアレイモジュール 各種アレイモジュールも取りそろえています。詳細については、 お問い合わせください。 C12677シリーズ: アナログタイプ C12678シリーズ: フォトンカウンティングタイプ C12679シリーズ: MCA (マルチチャンネルアナライザ)タイプ 16 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール 一般計測用MPPC 型名 写真 受光面サイズ ピクセルピッチ S12571-010C 10 μm S12571-015C 15 μm パッケージ セラミック □1.0 mm S12571-010P 10 μm S12571-015P 15 μm S12572-010C 10 μm 表面実装型 セラミック S12572-015C 15 μm □3.0 mm S12572-010P 10 μm 表面実装型 S12572-015P 15 μm MPPCアレイ (モノリシック) 型名 写真 1 chあたりの 受光面サイズ ch数 □3.0 mm 2 × 2 ch S12573-025C ピクセルピッチ パッケージ 25 μm S12573-050C セラミック 50 μm CSP (チップ・サイズ・パッケージ)タイプ 型名 写真 1 chあたりの 受光面サイズ S12892PA-50 □2.0 mm S12641PA-50 □3.0 mm S12894PA-50 □6.0 mm ch数 パッケージ 1 ch コネクタ - 50 μm S12642-0404PA-50 表面実装型 □3.0 mm 4 × 4 ch あり S12642-0404PB-50 S12642-0808PA-50 □3.0 mm S12642-0808PB-50 ピクセルピッチ 8 × 8 ch あり 17 関連製品 MPPC用駆動回路 C12332シリーズ MPPC用電源 C11204-01 MPPCを評価していただくためのスターターキットです。電源基板 とセンサ基板から構成され、電源基板にはMPPC用電源C1120401を搭載しています。センサ基板にはリード付MPPC用のソケット が設けられており、さまざまな非冷却型MPPCを実装可能です。 MPPCを駆動するために最適化された高電圧電源です。温度補償 機能を有しているため、温度変化を伴う環境においてもMPPCを安 定動作させることが可能です。 特長 特長 ● 非冷却型MPPC (別売)を評価可能 ● リード付MPPC用のソケット付き ● 高精度の高圧電源 C11204-01を搭載 ● 動作電圧や温度補償係数の設定が可能 ● アンプの使用 / 未使用を選択可能 ● 負荷抵抗 50 Ω / 1 kΩから選択可能 ● アナログ出力 ● 広い出力電圧範囲： 50 V～90 V ● 低リップルノイズ： 0.1 mVp-p typ. ● 優れた温度安定性： ±10 ppm/ °C typ. ● 分解能を細かく設定可能 (1.8 mVごと) ● シリアルインターフェース MPPCモジュールカスタム 浜松ホトニクスが有する多彩なMPPCラインアップと、光学技術、回路技術、ソフトウェア技術を組み合わせ、最適なモジュール製品のご提供 が可能です。詳細については、お問い合わせください。 18 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール 動作原理 フォトンカウンティングのイメージ フォトンカウンティング 光には、粒子と波の2重性があります。光量が極端に少なくなる と、光はフォトン (光子)として離散的になり、その数を数えること ができます。フォトンカウンティングは、フォトンを1個ずつ計測す る技術です。 MPPCは、非常に優れた時間分解能と、高増倍率で低ノイズの 増倍機能をもち、フォトンカウンティングに適しています。微弱光 計測においてフォトンカウンティングは、出力電流値をアナログ的 に測定する方法に比べると、高S/Nと安定した測定を実現すること ができます。 KAPDC0049EA 基本動作 ガイガーモードとクエンチング抵抗 APDの逆電圧を降伏電圧以上にして動作させると、光量の大小 に関係なく光入射によって素子固有の飽和出力が発生します (ガ イガー放電) 。この電圧でAPDを動作させる状態をガイガーモード と呼びます。ガイガーモードにおいては、1フォトンの検出時におい ても放電現象により大きな出力が得られることが特長であり、ひ とたびガイガー放電が始まると素子内部の電界が保たれる間は放 電が継続します。 ガイガー放電を止めて、次のフォトンを検出するためには、動作 電圧を下げるためAPDに外部回路を設ける必要があります。ガイ ガー放電を止める具体的な例として、ガイガーモードで動作する APDにクエンチング抵抗を直列に接続し、APDのアバランシェ増 倍を短時間で停止する方法があります。この方法では、ガイガー放 電による出力電流がクエンチング抵抗を流れる際に電圧降下を起 MPPCのピクセルは、それぞれがフォトンの検出時に同じパルス を出力します。複数のピクセルで発生したパルスは、重ね合わされ て出力されます。たとえば、4フォトンが別々のピクセルに同時に 入射して検出された場合、MPPCからは 4つのパルスが重ね合わ された高さの信号が出力されます。 各ピクセルからの出力パルス数は1つであり、入射フォトン数に よって変化しません。1ピクセルに1フォトンが入った場合も、2フォ トンが同時に入った場合も出力パルスは1つだけです。このこと は、MPPCに入射するフォトンの数が増え、1ピクセルに入射する フォトン数が複数になった場合、入射フォトン数に対するMPPC 出力の直線性が悪化することを意味します。入射フォトン数に見 合ったピクセル数のMPPCを選択することが重要です。 基本接続図 こし、直列に接続された APDの動作電圧が下がります。ガイガー +V 放電による出力電流は鋭い立ち上がりのパルス形状で、クエンチ ング抵抗によるガイガー放電停止時の出力電流の立ち下がりは、 1 kΩ 比較的なだらかなパルス形状となります。 0.1 μF 構造 MPPC の構造を下図に示します。MPPC は、ガイガーモード APDとクエンチング抵抗を組み合わせたものを基本単位 (1ピクセ MPPC ル)とし、多数のピクセルを2次元に電気的接続をした構造をもっ ています。 ͺϋί KAPDC0024JB ΄ͼ΄ȜκȜΡ͈ APDά·Γσ MPPC の読み出し回路としては、従来の半導体素子と同様に I-Vアンプを使用できます。MPPCからは高速なパルス信号が出力 されますが、MPPC自体のゲインが高いため、回路側で大きくゲイ ンを稼ぐ必要がありません。つまり、回路設計において設計自由度 ·ϋΙϋΈࢯ が向上するメリットがあります。 KAPDC0029JA 19 精密計測用MPPC ® /MPPC ®モジュール MPPCは浜松ホトニクス(株)の登録商標です。 本資料の記載内容は、平成27年2月現在のものです。製品の仕様は、改良などのため予告なく変更することがあります。本製品を使用する際には、納入仕様書をご用命の上、 最新の内容をご確認ください。 本製品の保証は、納入後１年以内に暇庇が発見され、かつ弊社に通知された場合、本製品の修理または代品の納入を限度とします。ただし、保証期間内であっても、天災および 不適切な使用に起因する損害については、弊社はその責を負いません。 本資料の記載内容について、弊社の許諾なしに転載または複製することを禁じます。 仙 台 営 業 所 筑 波 営 業 所 東 京 営 業 所 中 部 営 業 所 大 阪 営 業 所 西日本営業所 〒980-0011 〒305-0817 〒105-0001 〒430-8587 〒541-0052 〒812-0013 固体営業推進部 〒435-8558 浜松市東区市野町1126-1 20 仙台市青葉区上杉1-6-11（日本生命仙台勾当台ビル2階） 茨城県つくば市研究学園5-12-10（研究学園スクウェアビル7階） 東京都港区虎ノ門3-8-21（虎ノ門33森ビル5階） 浜松市中区砂山町325-6（日本生命浜松駅前ビル4階） 大阪市中央区安土町2-3-13（大阪国際ビル10階） 福岡市博多区博多駅東1-13-6 (竹山博多ビル5階) Tel: Tel: Tel: Tel: Tel: Tel: 022-267-0121 029-848-5080 03-3436-0491 053-459-1112 06-6271-0441 092-482-0390 Tel: 053-434-3311 Fax: Fax: Fax: Fax: Fax: Fax: 022-267-0135 029-855-1135 03-3433-6997 053-459-1114 06-6271-0450 092-482-0550 Fax: 053-434-5184