Статьи

Хамаматсу

Хамаматсу (Хамамацу; Hamamatsu Photonics) – известная японская фирма, которая занимается разработкой и производством различных оптоэлектронных систем, а также отдельных их составляющих. Продукция под маркой Хамаматсу получила широкое распространение во всем мире и в настоящее время является признанным эталоном качественного оборудования во многих отраслях науки и техники.

История компании Хамаматсу началась после Второй Мировой войны, когда в силу наложенных санкций Япония переориентировалась на мирные отрасли промышленности и науку. Все это привело к появлению многих высокотехнологичных компаний, к которым относилась и Хамаматсу. Начав с производства фотоэлементов в 50-х годах прошлого века, Хамаматсу постепенно расширяла свое производство, и уже через 20 лет построила завод в Германии. В наше время компания занимает более половины рынка всех оптоэлектронных датчиков. В этой статье мы рассмотрим характеристики наиболее востребованных моделей оборудования фирмы Хамаматсу.

 

Красный светодиод с микролинзой сферической формы Hamamatsu (модель L7868)

Все охранные системы имеют в своем составе светодиоды инфракрасного диапазона, излучение которого находится вне видимых пределов и, соответственно, скрыто от злоумышленников. Однако в последнее время наметилась тенденция, согласно которой для оперативного предупреждения диспетчеров в системы стали внедряться светодиоды с красным излучением, которое хорошо воспринимается глазом. Компания Хамаматсу предлагает светодиоды серии L7868, линза которых сконструирована таким образом, что влияние внутреннего рисунка светодиода никак не отражается на световом пятне. Данная модель имеет узкую диаграмму направленности и длину волны излучения 665 нм. При значении тока 20 мА выходная мощность излучения составляет 0,4 мВт. Выпускаются светодиоды в стандартном корпусе ТО-18.

 

Красный фотодиод и фотоприемник для скоростных оптических линий Хамаматсу (модели L7726 и S7727 соответственно)

Данная система включает в себя красный светодиод для работы с пластмассовым оптоволокном и ответную часть – фотоприемник. Система предназначена для высокоскоростной передачи информации и передачи пакетных данных на короткие расстояния, а также для работы в системах автоматизации с высоким уровнем помех. Скорость передачи данных в этой паре составляет до 156 Мбит/с. Красный светодиод имеет оптимальную длину волны 650 нм для передачи данных по оптическому волокну. Выходная мощность (стандартная) составляет 1,5 дБм при токе 30 мА и длине POF, равной 1 м. Сам прибор очень прост в использовании, а в состав поставки входит тестовый комплект для оценки характеристик системы.

Фоточувствительный приемник, совместимый с фотодиодом, отличается хорошей устойчивостью к шуму и передает данный в пределах от 4 до 156 Мбит/с. Также он содержит встроенную систему дискриминации для получения цифрового выходного сигнала с выходным каскадом. Форма изготовления приемника – небольшая микросхема в монолитном корпусе.

 

PIN-фотодиод и усилитель Hamamatsu (модель S7516/-01)

Данный прибор представляет собой комплекс фотодиода с чувствительной зоной диаметром 3 мм и широкополосного усилителя. Изделие выпускается в стандартном миниатюрном корпусе типа TO-8, что позволяет легко встраивать его в большинство электронных схем. Диапазон излучений, в котором функционирует фотодиод, составляет 320-1060 нм. Наиболее высокая чувствительность приходится на значение 840 нм, что примерно равно границе видимого диапазона.

 

PIN-фотодиод диапазона 1,3/1,5 мкм InGaAs Hamamatsu (модели G7181 (-02), G7881)

PIN-фотодиоды, выполненные на базе арсенида индия-галлия – это преобразователи проводимости, отличающиеся низким рабочим напряжением до 5 В и большой площадью активной зоны. Благодаря этому, они используются в телекоммуникационных системах, обеспечивающих высокую четкость передачи изображений. В указанном диапазоне длин волн PIN-фотодиоды этих моделей позволяют организовать передачу информации со скоростью 1 Гбит/с. Базовая модель G7181 имеет плоское окно, модель -02 – линзовое. Модель G7881 предназначена для работы в оптоволоконных системах передачи данных.

 

Высокочувствительные фотоприемники с высокой линейностью Hamamatsu (модели S7565, S7815)

Фотоприемники с высокими линейными характеристиками используются в системах автоматического управления яркостью в телевидении и для определения освещенности на улице. Коэффициент внутреннего усиления этих моделей составляет 1300, что в сочетании с широким динамическим диапазоном (свыше 4 декад) и низкой величиной темнового тока приближают их к качественным приемникам на супертранзисторах. Кроме общих показателей, обязательных для всех чувствительных приемников, модели S7565 и S7815 имеют корректирующий фильтр. Благодаря этому данные приборы и находят свое применение в системах автоматического регулирования яркости, а небольшой двухвыводной корпус делает их доступными для многих электронных систем.

 

Блок усиления яркости с быстродействующим стробированием Хамаматсу (модели H7680 и -01)

Простой по конструкции, но крайне эффективный прибор, который питается от одного источника напряжением 15 В. Эффективность блока объясняется его уникальными характеристиками: длительность строба составляет от 30 нс при значении скважности 1х107 и регулируемой частоте до 100 кГц. Применяется этот блок, к примеру, для измерения длительности люминесценции или в системах лазерной локации. Диапазон излучения лежит в пределах 300-650 нм.

 

Охлаждаемый счетчик фотонов для флуоресцентных детекторов Hamamatsu (серия H7421)

Подсчет количества фотонов является очень важной задачей для проведения многих научных опытов в сфере изучения явлений люминесценции и флуоресценции. Серия фотосчетчиков H7421 представляет собой небольшие приборы-фотоумножители с фотокатодами, выполненными на основе арсенида или арсенид-фосфида галлия. Кроме того, в состав приборах входят источник питания, охладитель, делитель напряжения и собственно счетчик фотонов. Компания Хамаматсу еще при изготовлении приборов настраивает их таким образом, чтобы их работа была максимально эффективной. Во флагманских моделях данной серии фотокатод способен поддерживать высокую квантовую эффективность в диапазоне до 890 нм. Уменьшение числа темновых отсчетов и улучшение других характеристик достигается за счет введения в конструкцию прибора охладителя, который предотвращает перегрев катода. Кроме того, счетчик фотонов может оснащаться и другими аксессуарами.

 

Измерители мощности УФ- и ВУФ-излучения (серия C6080)

Новая разработка компании Хамаматсу, которая сочетает в себе отличные характеристики прибора по приемлемой цене. Основой измерителя мощности является ламповый детектор нового образца. Кроме того, в состав прибора входят усилитель заряда и аналого-цифровой преобразователь. Управляется измеритель мощности контроллером, а для удобства считывания информации он имеет ЖК-дисплей. Рабочая зона датчика прибора составляет 6 мм в диаметре. Для измерения обычного УФ-излучения используется стандартный катод, а для измерения ВУФ (вакуумного УФ-излучения) схема прибора содержит специальный алмазный фотокатод. Угловая характеристика в форме косинусоиды делает эту модель особенно эффективной для измерения мощности ртутных ламп низкого давления. Также сфера применения прибора распространяется на озоновую стерилизацию, обработку поверхностей, лечение различных болезней и другие сферы, где используется УФ-излучение.

 

Камеры для УФ- и ВУФ-излучения Хамаматсу (серия C8000)

Ультрафиолетовое излучения не видно для человеческого глаза, однако во многих производственных процессах или во время опытов аппаратура должна «видеть» эти лучи. К примеру, получение УФ-изображений нужно при измерениях характеристик лазеров этого диапазона или при изготовлении полупроводниковых приборов.

Камеры для УФ- и вакуумного УФ-излучения серии C8000 отличаются высокими характеристиками нового прибора с зарядовой связью (ПЗС): его разрешение составляет 658х490 точек при размере чувствительного элемента всего лишь 14х14 мкм. Модель С8000-10 имеет термоэлектрическое охлаждение ПЗС и предоставляет выходной сигнал в аналоговом или цифровом формате. Время накопления для этой модели составляет 1 с. Модель C8000-20 не имеет охлаждения и не позволяет получать столь длительные значения времени накопления. Сигнал на выходе такой камеры – только аналоговый. Еще одно различие между камерами различных моделей в серии заключается в наличии входного окна. Камеры для работы с ВУФ такого окна не имеют, а вот приборы, предназначенные для работы в диапазоне 170-1200 нм имеют кварцевое входное окно.

 

Цифровая камера с высокой квантовой эффективностью Хамаматсу (модель C4880-21)

Данные модели цифровых камер оснащаются новым поколением приборов с зарядовой связью (ПЗС) меньше толщины, которые освещаются с обратной стороны подложки. Внедрение этой технологии позволило сконструировать цифровые камеры с высокими значениями квантовой эффективности как  видимом участке спектра, так и в ближнем инфракрасном диапазоне. Помимо этого, цифровые камеры успешно работают и в другой части спектра, а именно – в зоне УФ-излучения. Новые технологии позволяют получить  здесь значение квантовой эффективности более 40% при длине волны до 200 нм. При длине волны 250 нм этот показатель еще выше, и составляет 85%.

Высокая квантовая эффективность – не единственное достоинство цифровых камер нового поколения. Они также могут похвастаться низким темновым током и низким значением шума считывания, что делает их особенно эффективными при работе со слабыми сигналами. К их плюсам можно отнести и тот факт, что они работают в широком диапазоне излучений и сохраняют высокую чувствительность при работе с ультрафиолетом.

Все модели данной серии имеют отличные эксплуатационные характеристики. Они оснащаются герметичной камерной головкой, имеют две скорости считывания, широкий динамический диапазон и крайне низкие значения шумов. Охлаждение ПЗС ведется до температуры -50°C; в модели камеры C4880-21 охлаждение может быть воздушным или водяным.

Применяются цифровые камеры с высокой квантовой эффективностью для регистрации люминесценции и флуоресценции, для регистрации изображений на люминофорном экране, для получения изображения в ультрафиолетовых лучах и многих других случаях. Размер чувствительного элемента во всех моделях серии составляет 24х24 мкм. Выходной поток в цифровом формате передается по стандартному интерфейсу RS422.

 

Приборы для анализа оптического излучения Хамаматсу (серия LEPAS-11)

Одна из наиболее массовых серий продукции компании Хамаматсу. Оптическое излучение видимого диапазона в силу своей «доступности» для человека нашло широкое применение во многих приборах и системах. К ним относятся лазеры, лазерные диоды, оптоволоконные системы передачи информации, светодиоды и вообще любые источники излучения видимого диапазона. Вот почему компания Хамаматсу большое внимание уделяет именно таким приборам, и предлагает как законченные системы для полноценного анализа (включая программное обеспечение для обработки данных на компьютере), так и      отдельные элементы для самостоятельного проектирования систем анализа. Ко второй категории приборов относятся всевозможные датчики, приемники, камеры и другие изделия, предназначенные для работы с оптическим излучением.

Серия LEPAS-11 включает в себя обширную номенклатуру изделий. Это оптика для анализа ближнего и дальнего поля лазерных диодов (NFP и FFP соответственно), оптоволокна и светодиодов; оптику сверхвысокого разрешения (FFP) и оптику преобразования УФ-лучей для эксимерных лазеров (сочетается с классическими камерами на ПЗС). Кроме того, линейка продуктов имеет приборы, предназначенные для работы с лазерами высокой мощности. Эти и многие другие изделия данной серии относятся к прецизионным и, как правило, разработаны для решения узкоспециализированных задач. Ниже представлены наиболее распространенные приборы серии LEPAS-11:

  • Оптика для FFP (модель A3297-07): для измерения дальнего поля светодиодов, оптоволокна и т.д. Диапазон входных углов ±45°, разрешение – 0,18°.
  • Оптика для FFP со сверхвысоким разрешением (модели A3627-08, -10): для измерения с высоким разрешением пучка. Диапазон входных углов ±15 мрад, разрешение – 0,1 мрад.
  • Оптика для NFP (модель A4859): для измерения ближнего поля светодиодов, одномодовых волокон и т.д. В приборах используется чипсовая апертура; увеличение может достигать 1000 раз.
  • Оптика для экранов на волоконно-оптических планшайбах (модель A6502): для измерения света в пучках большого диаметра. Диаметр – до 68 мм; разрешение – менее 100 ммк.
  • Оптика с преобразованием УФ-излучения (модель A5997): для измерения УФ-пучков (используется для эксимерных лазеров). Диаметр – до 68 мм, разрешение – менее 100 ммк; диапазон излучения – 190-400 нм.
  • Инфракрасная оптика для высокой мощности (модель A6503): для измерения АИГ-лазеров высокой мощности с ослаблением до уровня 1х10-9. Порог повреждений – более 50 Дж/см².
  • Модель A6501: для измерения многомодовых волокон, светодиодов и т.д. Используется чипсовая апертура 0,55; увеличение – до 100 раз.

Компания Хамаматсу предлагает оборудование для решения различных задач, включая сложные и ответственные проекты. В линейку товаров компании входят как стандартные камеры, так и модели для специализированного анализа излучений разных диапазонов. Для решения сложных задач камеры оснащаются дополнительными пластинами, которые устраняют последствия интерференции световых волн. Это особенно помогает при проведении исследований с когерентными источниками излучения, то есть имеющими строго определенную длину волны.

Помимо этого, компания предлагает чувствительные камеры инфракрасного излучения диапазоном до 2 микрон и ИК-камеры на стандартный диапазон 1,65 микрон, обладающими полностью линейной светосигнальной характеристикой. Эти и другие модели камер Хамаматсу унифицированы для использования со стандартным объективом С-mount и могут оснащаться различными оптическими головками, а также дополняться другими компонентами этой же компании. Камеры Хамаматсу формируют стандартный видеосигнал MKKP или EIA и полностью совместимы с фрейм-грабберами этой же марки. Также модели совместимы и с другими фрейм-грабберами, что и обуславливает их популярность во всем мире. Ниже приведены некоторые характеристики камер.

  • Аналого-цифровое преобразование: 10 разрядов.
  • Вход сигнала: EIA или CCR (4 канала).
  • Интерфейс PCI: совместимость с PCI 2.1.
  • Память изображения: 640х480 ячеек, 16 разрядов.
  • Запуск: есть возможность запуска внешним синхроимпульсом.

Наиболее востребованной моделью из серии LEPAS-11 является комплекс для анализа изображений C7197. Он имеет 4 высококачественных входных видеовхода, которые снабжены 10-разрядными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). В системе предусмотрена возможность накопления и вычитания изображений в режиме реального времени и внешняя синхронизация с импульсными источниками излучения. Система C7197 успешно работает с компьютером на базе Windows 9x и способна выполнять все наиболее известные методы анализа сигналов.

Вернуться к списку статей