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Black Silicon フォトレシーバー
固定ゲイン｜帯域 400 kHz｜200 ～ 1100 nm
LCA-S-400K-BSI
200 nmから1100 nmまでを1台でカバーする高感度フォトレシーバー
LCA-S-400K-BSI は、Black Silicon（ブラックシリコン） フォトダイオードと低ノイズ電流アンプ（TIA）を一体化したフォトレシーバーです。 Deep UV（200 nm）から近赤外までの広い波長域において、高い量子効率と優れた感度特性を実現します。
従来のシリコンフォトダイオードでは課題となるUV領域でも、感度低下を抑えた安定した検出が可能です。 1台でUV・可視・近赤外光の測定に対応可能です。
特長
200 nm から 1100 nm までの広い波長域での高感度
Black Silicon技術により、Deep UVから近赤外までの広い波長域で高い量子効率を実現。 特に240〜1000 nmでは約90%の量子効率を達成しています。
優れた UV 応答特性
従来のSiフォトダイオードで問題となる反射損失および表面再結合による感度低下を抑制。 UV領域でも安定した高感度検出が可能です
1台でUV / VIS / NIRをカバー
200〜1100 nmの広帯域に対応することで、複数の検出器を使い分ける必要がありません。 測定系の簡略化および構成の最適化に寄与します。
低ノイズTIA内蔵
107 V/Aの高ゲインと低ノイズ特性により、微弱光信号の高精度検出が可能です。
光学系への柔軟な組込み
フリースペース入力モデル（FST）は、1.035”-40スレッドのフランジを採用し、1インチ用フレーム付き光学アクセサリ（フィルタ、ディフューザ等）に対応。 ファイバ接続用アダプタも用意しており、各種光学系に柔軟に組込み可能です。
主な用途
- 分光測定（UV〜NIR）
- 微弱光検出
- ロックインアンプ前段検出器
- 光電子計測全般
仕様
| モデル | LCA-S-400K-BSI-FST |
|---|---|
| フォトダイオード | 2 × 2 mm2 Black Silicon |
| 波長レンジ | 200 ～ 1100 nm |
| バンド幅（-3 dB） | DC ～ 400 kHz |
| 立上り時間（10 – 90 %） | 900 ns |
| トランスインピーダンス | 1 × 107 V/A |
|---|---|
| 変換ゲイン | 7.3 × 106 V/W |
| NEP | 110 fW/√Hz |
| 出力電圧 | -3 ～ +10 V |
| 出力条件 | 高インピーダンス負荷（≥ 100 kΩ 終端） |
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※オフセットはトリマポットにて調整可。
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※標準的なポストを使用できるよう、M4 および 8-32 のネジを設置。
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※電源入力は、±15 V 3ピンLEMOコネクター。電源入力用 LEMOコネクターを付属。別売り PS-15 パワーサプライを準備。
Black Siliconフォトダイオードとは
Black Siliconは、シリコン表面にナノ〜マイクロ構造を形成することで、入射光をほぼ完全に吸収するように設計された半導体材料です。
この微細構造により表面反射が大幅に低減され、従来のシリコンと比べて高い光吸収特性を実現します。
光をほとんど反射しないため、表面は黒く見える特性を持ちます。
なぜ高感度なのか
Black Siliconの最大の特長は、ナノ構造により表面反射を大幅に低減するとともに、表面近傍で生成されたキャリアも効率よく回収できる点にあります。 その結果、240–1000 nmのほとんどの波長で約90%の量子効率を実現しています。
UV領域で優れた感度を発揮する理由
一般的なシリコンフォトダイオードでは、UV領域において感度が大きく低下します。 これは、UV光は吸収長が短く表面近傍で吸収されるため、 生成されたキャリアが再結合しやすいことに起因します。 Black Siliconでは、表面での再結合が抑制されるため、UV領域においても高い感度を維持します。
従来のSiフォトダイオードとの違い
従来のSiフォトダイオードでは、波長によって感度が大きく変化するため、UV・可視・近赤外の各領域で異なる検出器を使い分ける必要がありました。 Black Siliconフォトダイオードは、200 nmから1100 nmまでの広い波長域に対応し、特に240–1000 nmでは高い感度を維持できるため、1台で複数の波長域をカバーすることが可能です。
単一検出器による広波長域測定の実現
広い波長域を単一の検出器でカバーできることにより、測定系の構成を簡略化し、検出器切替に伴う再調整が不要となります。 これにより、分光測定や光学評価において一貫した測定環境を構築できます。
Black Silicon と 従来Si-PINの比較
| モデル | LCA-S-400K-BSI （Black Silicon） |
LCA-S-400K-SI （従来 Si-PIN） |
|---|---|---|
| 波長レンジ | 200 ～ 1100 nm | 320 ～ 1060 nm |
| 量子効率（UV） | 約 90 %（@ 250 nm） | < 65 %（@ 250 nm） |
| 量子効率（可視） | 約 90 % | 約 80 ～ 90 % |
| 入射角依存性 | ほぼなし（最大 約 70°） | あり |
| 受光面積 | 2 × 2 mm2 | ⌀ 3 mm |
| 変換ゲイン | 7.3 × 106 V/W（@ 1010 nm） | 5.9 × 106 V/W（@ 920 nm） |
| UV感度 | 非常に高い | 限定的 |
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