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Teledyne Judson Technologies社
InSb検出素子
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J10Dシリーズ InSb検出素子

J10Dシリーズ検出素子は、1〜5.5μmの波長範囲にて、素晴らしい性能を提供する高品質のInSbフォトダイオードです。単結晶pn接合技術は、素晴らしい均一性、直線性および安定性をもった高速で低雑音の検出素子をもらたします。

■アプリケーション
  • 熱画像計測/赤外線画像計測/サーマルイメージング
  • 熱線誘導/赤外線誘導/熱線追尾
  • 放射計/ラジオメーター
  • 分光計測
  • FTIR
InSb検出素子は、光起電力素子であり、赤外光が入射すると電流を発生します。図２は、InSbのシャント抵抗RD、接合容量CD、ショット雑音を含んだ等価回路を示します。ショット雑音は、背景赤外放射光による直流電流IBG（バックグラウンド電流）に起因します。バックグラウンド電流は、検出素子の受光面積に比例しているので、小さな受光面積の検出素子は、低いショット雑音とより小さい雑音等価電力NEPを有します。
 
Figure 1 Figure 2 Figure 3
図１ 図２ 図３

視野角：

標準の赤外線カット視野角（FOV：Field of View:）追加料金なしに提供されます。特別注文の視野角は、少ない追加料金で供給されます。視野角を限定することにより、検出能を改善することができ、また、バックグラウンド電流IBGも減少させることができます。視野角の赤外線カット絞り角度は、光学系がすべての必要な光を受光する範囲において、不必要なバックグランド赤外光を制限するための値が選択されるべきです。指定なき場合は、口径比（1/F値）光学系に対応する全角６０度の視野角が供給されます。

コールドフィルター：
オプションのコールドフィルター（熱線カットフィルター）は、不必要な波長範囲のバックグランド光を排除することにより、検出能を向上させます。コールドフィルターSP28(0.5-2.8 μm)と、コールドフィルターSP35(1.7-3.5 μm±0.3μm)を使用した比検出能力 D*の性能を図１に示します。他のバンドパスフィルターも特注注文にて対応可能です。

デュワーパッケージ：
すべてのJ10DシリーズInSb検出素子は、77°Kの動作温度条件が必要とします。検出素子は、全角６０度の視野角でサファイア窓の標準金属デュワーＭ２０４、または、Ｍ２０５にマウントされます。他の窓材とデュワーは、オプション対応可能です。すべてのInSb検出素子は、大量の液体窒素が無い動作のために、LC1デュアー/冷却素子アセンブリーか、RC2 ディテクター/冷却素子アセンブリーに組み込んで提供することができます。

 
Figure 4 Figure 5 Figure 6
図４ 図５ 図６

特別注文検出素子：
直径7mmまでのさまざまな構成のInSbディテクターを特注対応可能です。リニアポジションセンター、4分割型検出素子、および２波長複合検出素子の仕様については、ジャドソン社にお問い合わせください。

プリアンプ：
最適な０Ｖバイアス電圧に維持しながら、検出素子の出力電流を電圧に変換するジャドソン社のトラインスピンピーダンスプリアンプとの組み合わせにより、InSb検出素子は、最適な性能を発揮します（図３）。
PA-9プリアンプは、各々のInSb検出素子が最大の感度、利得、そして、帯域幅を提供するために、特別に合わされています。低価格でゲイン調整可能なPA-7プリアンプは、低周波数(DC-10KHz)のアプリケーションに適しています。プリアンプの選択において、最も大きい実用的な帰還抵抗を選択することは、最も低い全体的な雑音をもたらします。しかしながら、検出素子のバックグラウンド電流は、プリアンプの飽和直流電流を避けるために考慮しなければなりません。

例：
J10D-M204-R01Mは、7μAのバックグラウンド電流(IBG)があります(図５）。 帰還抵抗RF＝1MWを選択することは、(7μA x10E6V/A)または、7Vの直流出力を得るための10の7乗の利得をもたらします。これは、PA-7とPA-9の両方のプリアンプにおいて、飽和レベルに近くにあります。したがって、10の6乗の利得は、この検出素子の最大の有用な直流利得です。AC結合された2段目のアンプは、更なる増幅のために追加されるかもしれません。バックグラウンド電流IBGは、視野角を小さくすること、または、コールドフィルターを追加することにより、減らせるかもしれません。
 
検出器型式 受光面ｻｲｽﾞ 直径 (mm) 品番 最大感度(A/W) 比検出能力 D* @ λpeak and 1KHz (cm Hz1/2 W-1) 雑音等価電力 @ λpeak and 1KHz (pW/Hz1/2)

ﾊﾞｯｸｸﾞﾗｳﾝﾄﾞ電流 IBG (μA)

開放端電圧 VOC (mV) ｼｬﾝﾄ抵抗 RD @ VR = 0V (Ω) 静電容量CD (nf) 標準ﾊﾟｯｹｰｼﾞ
ﾃﾞｭﾜｰ ｳｲﾝﾄﾞ
J10D-M204-R100U-60 0.10 400151 3.0 1 x 1011 0.08 0.15 90 〜 120 >25M 0.01 Side-Looking M204 M200 Sapphire Amtir 1-6μm AR Silicon
J10D-M204-R250U-60 0.25 400007-2 3.0 1 x 1011 0.2 0.4 90 〜 120 >10M 0.03
J10D-M204-R500U-60 0.50 400038-2 3.0 1 x 1011 0.4 2 90 〜 120 >1M 0.1
J10D-M204-R01M-60 1.00 400005-1 3.0 1 x 1011 0.8 7 90 〜 120 >500K 0.4
J10D-M204-R02M-60 2.00 400016-1 3.0 1 x 1011 1.6 30 90 〜 120 >150K 1.6 Down-Looking M205
J10D-M204-R04M-60 4.00 400010-1 3.0 1 x 1011 3.0 110 90 〜 120 >40K 6
J10D-M204-R07M-60 7.00 400057-1 3.0 1 x 1011 6 350 90 〜 120 >10K 20
 
HgCdTe/InSb複合素子の情報（英文）はこちらから