精密計測用mppc /mppcモジュール...3 精密計測用mppc ®/mppcモジュール...

精密計測用MPPC ®/MPPC®モジュール

MPPC (Multi-Pixel Photon Counter)は、SiPM (Silicon Photomultipliers)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。

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。

Jan. 2019

MPPCとは

RR

2

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。

従来品 (3×3 mm, 50 μmピッチ) S13360-3050CS (3×3 mm, 50 μmピッチ)

クロストークパルス50 m

V

50 m

V

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)従来品 (3×3 mm, 50 μmピッチ)

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 S13360-3050CS1 Mcps 0.5 Mcps

50 m

V

10 ns

アフターパルス

50 m

V

3

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。

KAPDB0307JB

(Typ. Ta=25 °C)

00 1 2 3 4 8765

(V)

3.5 × 106

3.0 × 106

2.5 × 106

2.0 × 106

1.0 × 106

1.5 × 106

5.0 × 105

S13360-3050CS

増倍率－オーバー電圧検出効率－オーバー電圧

KAPDB0308JB

00 1 2 3 4 8765

60

50

40

30

20

10

(%

)

(V)

(Typ. Ta=25 °C)

S13360-3050CS

クロストーク確率－オーバー電圧ダークカウント－オーバー電圧

(%

)

(V)

0 1 2 3 4 875 6

(Typ. Ta=25 ˚C)50

40

30

20

10

0

S13360-3050CS

(kc

ps)

(V)

0 1 2 3 4 875 6

(Typ. Ta=25 ˚C)10000

1000

100

0

S13360-3050CS

KAPDB0309JB KAPDB0310JB

注) ダークパルスの重なり (パイルアップの影響)を除いています。

4

ラインアップ

MPPCモジュール

型名写真温度制御供給電圧特長掲載ページ

C12332-01温度補償

(非冷却)±5 V

・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

21

型名写真内蔵MPPC有効受光面

サイズピクセルピッチ

検出効率

(%)ダークカウント

温度制御供給電圧掲載ページ

C13366-1350GD 電子冷却型

(精密計測用)□1.3 mm

50 μm 402.5 kcps 電子冷却

(-20 °C)±5 V 10

C13366-3050GD □3.0 mm 12 kcps

型名写真内蔵MPPC有効受光面

サイズピクセルピッチ

光電変換感度

(V/W)雑音等価電力

温度制御供給電圧掲載ページ

C13365-1350SA S13360-1350CS □1.3 mm50 μm

1 × 109

0.5 fW/Hz1/2温度補償

(非冷却)±5 V 8

C13365-3050SA S13360-3050CS □3.0 mm 1.2 fW/Hz1/2

C13366-1350GA 電子冷却型

(精密計測用)□1.3 mm

50 μm0.1 fW/Hz1/2

電子冷却

(-20 °C)±5 V 9

C13366-3050GA □3.0 mm 0.15 fW/Hz1/2

MPPC

型番写真有効受光面サイズピクセルピッチパッケージ掲載ページ

S13360-1325CS

□1.3 mm

25 μm

セラミック

12

S13360-1350CS 50 μm

S13360-1375CS 75 μm

S13360-1325PE 25 μm

表面実装型 S13360-1350PE 50 μm

S13360-1375PE 75 μm

S13360-3025CS

□3.0 mm

25 μm

セラミック S13360-3050CS 50 μm

S13360-3075CS 75 μm

S13360-3025PE 25 μm


S13360-3075PE 75 μm

S13360-6025CS

□6.0 mm

25 μm

セラミック S13360-6050CS 50 μm

S13360-6075CS 75 μm

S13360-6025PE 25 μm


S13360-6075PE 75 μm

アナログ出力タイプ

デジタル出力タイプ

スターターキット

5


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。

6

100 102 104 106 108 1010 1012

(λ=450 nm)

(cps)

( )

C13365 50 μm

C11209-11010 μm

C13366-GA 50 μm

C13366-GD

C13001-01

10-18 10-15 10-9 10-610-12

KACCC0678JF

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。

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 (b) 光量小 (c) 光量大

7


±5 V

MPPCC11204-01

MPPC

KACCC0675JA

MPPC±5 V

KACCC0674JA

(±5 V)

( )

MPPC

KACCC0684JA

接続例 (C13366-1350GA)

ブロック図

デジタル出力タイプ (C13366-1350GD)

アナログ出力タイプ (C13365-1350SA)

8

1 μs

GND

100

mV

MPPCモジュールC13365シリーズ

絶対最大定格

項目記号条件値単位

電源電圧 Vs ±6 V動作温度 Topr 結露なきこと -20 ～ +60 °C保存温度 Tstg 結露なきこと -20 ～ +80 °C

アナログ出力

特長

● 精密計測用MPPCを内蔵

● 短波長域で高感度

● 低い雑音等価電力

● 温度補償機能を内蔵

● 小型/軽量

用途

● フローサイトメトリ

● 微弱光計測

● 蛍光計測

アナログ出力波形ブロック図

+5 V

MPPCC11204-01

MPPC

KACCC0710JA

仕様 (指定の無い場合はTyp. Ta=25 °C, λ=λp, Vs=±5 V)

項目記号条件C13365-1350SA C13365-3050SA

単位Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.

感度波長範囲 λ 270～900 270～900 nm最大感度波長 λp 500 500 nm有効受光面サイズ - 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 mmピクセルピッチ - 50 50 μmピクセル数 - 667 3600 -出力電圧の温度安定度 - Ta=25 ± 10 °C - - ±5 - - ±5 %光電変換感度 - 0.7 1.0 1.3 0.7 1.0 1.3 ×109 V/W

遮断周波数高域

fc -3 dB 3.5 5 - 3.5 5 - MHz低域 DC DC -

雑音等価電力 NEP 暗状態 - 0.5 1.0 - 1.2 2.0 fW/Hz1/2

最低検出限界 - 暗状態 - 1 2 - 2.7 4.5 pW.r.m.s.最大出力電圧 - 4.7 4.7 V外形寸法 (W × D × H) - 36 × 22 × 12.9 mm

9


MPPCモジュールC13366-GAシリーズ

特長

● 電子冷却型MPPCを内蔵 (精密計測用MPPC)● 短波長域で高感度

● 低い雑音等価電力

● 温度制御機能を内蔵

用途

● 微弱光計測

● レーザ顕微鏡


● 蛍光計測

アナログ出力波形

絶対最大定格




項目記号条件C13366-1350GA C13366-3050GA


感度波長範囲 λ 320 ～ 900 320 ～ 900 nm最大感度波長 λp 500 500 nm有効受光面サイズ - 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 mmピクセルピッチ - 50 50 μmピクセル数 - 667 3600 -素子温度 (設定温度) Td -20 -20 °C光電変換感度 - 0.7 1.0 1.3 0.7 1.0 1.3 ×109 V/W

遮断周波数高域

fc -3 dB 3 4 - 3 4 - MHz低域 DC DC -

雑音等価電力 NEP 暗状態 - 0.1 0.2 - 0.15 0.3 fW/Hz1/2

最低検出限界 - 暗状態 - 0.25 0.5 - 0.35 0.7 pW.r.m.s.最大出力電圧 - 4.7 4.7 V外形寸法 (W × D × H) - 98 × 60 × 35 mm

アナログ出力

ブロック図

MPPC±5 V

KACCC0680JA

1 μs

GND

100

mV

10

MPPCモジュールC13366-GDシリーズ

デジタル出力

絶対最大定格




項目記号条件C13366-1350GD C13366-3050GD


感度波長範囲 λ 320 ～ 900 320 ～ 900 nm最大感度波長 λp 450 450 nm有効受光面サイズ - 1.3 × 1.3 3.0 × 3.0 mmピクセルピッチ - 50 50 μmピクセル数 - 667 3600 -素子温度 (設定温度) Td -20 -20 °C検出効率 PDE 閾値レベル: 0.5 p.e. 40 40 %ダークカウント - 閾値レベル: 0.5 p.e. - 2.5 7 - 12 36 kcpsコンパレータ出力 - TTLコンパチブル -アフターパルス確率 - 100 ns ～ 500 ns - 0.1 - - 0.1 - %クロストーク確率 - - 1 - - 3 - %コンパレータ閾値レベル - 0.5 ～ 8.5 (9段階調整可能) p.e.外形寸法 (W × D × H) - 98 × 60 × 35 mm

ブロック図

MPPC±5 V

KACCC0674JA

特長

● 電子冷却型MPPCを内蔵 (精密計測用MPPC)● 短波長域で高感度

● 低クロストーク

● 低ダークカウント

● 低アフターパルス

用途

● 微弱光計測


● 蛍光計測

デジタル出力波形

10 ns

GND

1 V

11


MPPC

MPPC

γ

シンチレーション計測

距離計測

KACCC0598JA

KACCC0666JA

重要な特性広ダイナミックレンジ

推奨MPPCモジュール C13365-1350SA, C13365-3050SA

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

MPPC

MPPC

蛍光計測

表面検査

KACCC0664JA

KACCC0665JB

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

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

MPPC

MPPC

KACCC0668JB

KACCC0764JA

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

重要な特性低ダークカウント, 低アフターパルス

推奨MPPCモジュール C13001-01

フローサイトメトリ

粒径計測

MPPCモジュールの応用例

12

MPPC®

MPPC for precision measurement

13


ラインアップ

型名ピクセルピッチ

(μm)有効受光面サイズ

(mm)ピクセル数パッケージ

開口率

(%)S13360-1325CS

25

1.3 × 1.3 2668セラミック

47

S13360-1325PE 表面実装型

S13360-3025CS3.0 × 3.0 14400

セラミック


S13360-6025CS6.0 × 6.0 57600

セラミック


S13360-1350CS

50

1.3 × 1.3 667セラミック

74


S13360-3050CS3.0 × 3.0 3600

セラミック


S13360-6050CS6.0 × 6.0 14400

セラミック


S13360-1375CS

75

1.3 × 1.3 285セラミック

82


S13360-3075CS3.0 × 3.0 1600

セラミック


S13360-6075CS6.0 × 6.0 6400

セラミック


精密計測用MPPCS13360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。

構成／絶対最大定格

型名

(パッケージ)窓材

窓材屈折率

絶対最大定格

動作温度*1

Topr(℃)

保存温度*1

Tstg(℃)

はんだ付け条件リフローはんだ付け

条件*2

TsolS13360-****CS(セラミック)

シリコーン樹脂 1.41-20 ～ +60 -20 ～ +80

350 ℃以下, 1回,3秒以内*3 -

S13360-****PE(表面実装型)

エポキシ樹脂 1.55 -ピーク温度: 240 ℃,

2回*1: 結露なきこと

*2: JEDEC level 5a*3: パッケージ本体から1.5 mm以上離した位置にはんだ付けする

注) 絶対最大定格を一瞬でも超えると、製品の品質を損なう恐れがあります。必ず絶対最大定格の範囲内で使用してください。

14

電気的および光学的特性 (指定のない場合はTyp. Ta=25 ℃)

型名測定条件

感度波長範囲λ

(nm)

最大感度波長λp

(nm)

検出効率

PDE*1

λ=λp

(%)

ダークカウント*2

端子間容量

Ct

(pF)

増倍率

M

降伏電圧

VBR

(V)

クロストーク確率

(%)

推奨動作電圧

Vop

(V)

推奨動作電圧の温度係数ΔTVop

(mV/℃ )

Typ.

(kcps)

Max.

(kcps)S13360-1325CS

Vover=5 V

270 ～ 900

450

25

70 210 60

7.0 × 105

53 ± 5

1 VBR + 5

54

S13360-1325PE 320 ～ 900S13360-3025CS 270 ～ 900

400 1200 320S13360-3025PE 320 ～ 900S13360-6025CS 270 ～ 900

1600 5000 1280S13360-6025PE 320 ～ 900S13360-1350CS

Vover=3 V

270 ～ 900

40

90 270 60

1.7 × 106 3 VBR + 3

S13360-1350PE 320 ～ 900S13360-3050CS 270 ～ 900

500 1500 320S13360-3050PE 320 ～ 900S13360-6050CS 270 ～ 900

2000 6000 1280S13360-6050PE 320 ～ 900S13360-1375CS

Vover=3 V

270 ～ 900

50

90 270 60

4.0 × 106 7 VBR + 3

S13360-1375PE 320 ～ 900S13360-3075CS 270 ～ 900

500 1500 320S13360-3075PE 320 ～ 900S13360-6075CS 270 ～ 900

2000 6000 1280S13360-6075PE 320 ～ 900*1: 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。 *2: 閾値=0.5 p.e.注) 上記特性値は、表中の増倍率が得られる動作電圧における値です (製品に添付されるデータを参照してください)。

15


検出効率-波長（代表例）増倍率、クロストーク確率、検出効率のオーバー電圧特性（代表例)

ピクセルピッチ: 25 μm

0

10

20

30

40

50

200 400300 500 600 700 800 1000900

(%

)

(nm)

(Typ. Ta=25 ˚C)

S13360-**25PES13360-**25CS

KAPDB0323JAKAPDB0321JA

0 2 4 1086

1.6 × 106

1.2 × 106

8.0 × 105

4.0 × 105

0

40

30

20

10

0

, (

%)

(V)

(λ=450 nm)

(Ta=25 °C)


0

10

20

30

40

50

200 400300 500 600 700 800 1000900

(%

)

(nm)

(Typ. Ta=25 ˚C)

S13360-**50PES13360-**50CS


0 2 4 1086

6.0 × 106

5.0 × 106

3.0 × 106

1.0 × 106

4.0 × 106

2.0 × 106

0

60

40

50

30

20

10

0

, (

%)

(V)

(λ=450 nm)

(Ta=25 °C)


(%

)

(nm)

0

50

40

30

20

10

200 400300 500 600 700 800 1000900

(Typ. Ta=25 ˚C)

S13360-**75PES13360-**75CS


0 2 4 1086

80

60

40

20

70

50

30

10

0

, (

%)

(V)

(λ=450 nm)

(Ta=25 °C)1.6 × 107

1.2 × 107

8.0 × 106

4.0 × 106

0

16

外形寸法図 (単位 :mm)

0.925 ± 0.15

4.35

0.42

5 ±

0.15

3.0 × 3.0

3.0

3.85 3.0

4.25

2.2

1.0

1.0

1.45

± 0

.15

0.3

: ±0.1

0.25 ± 0.15

*

6.0

6.0

0.3

4.2

6.85

7.35

4.6

6.85

1.45

± 0

.2

0.425 ± 0.15

0.42

5 ±

0.1

5

6.0 × 6.0

7.35

NC

NC

: ±0.1

0.25 ± 0.15

*

0.4

± 0

.15

0.4

± 0

.15

2.1

1.3

1.3

0.3

0.6

0.6

0.60.6 1.425

0.5

0.85

± 0

.15

2.625

0.4 ± 0.15

: ±0.1

NC

NC

1.3 × 1.30.26 ± 0.15

*

5.0

± 0

.212

± 1

.01.

5

1.0

3.0 ± 0.2

6.0+0 -0.25

1.31.

3

ϕ0.45 ± 0.05

: Fe-Ni-Co: Au

: ±0.2:

X,

0.1 mm

1.3 × 1.3

S13360-1325CS/-1350CS/-1375CS

S13360-3025CS/-3050CS/-3075CS

S13360-6025CS/-6050CS/-6075CS

S13360-1325PE/-1350PE/-1375PE

S13360-3025PE/-3050PE/-3075PE

S13360-6025PE/-6050PE/-6075PE

ɸ0.46 ± 0.05

2.0

6.0

± 0.

5

3.0 × 3.0

2.0

2.54

± 0

.15

0.33

0.45

5.9

± 0

.15

6.55 ± 0.15

3.0

3.0

KAPDA0155JA

KAPDA0156JA

KAPDA0157JA KAPDA0153JA

KAPDA0158JA

KAPDA0159JA

10.1 ± 0.1

6.0

6.0

8.9

± 0

.1

6.0 × 6.0

7.4 ± 0.2

2.0

± 0

.1(1

0.5)

0.8

0.3

ɸ0.5

: Fe-Ni-Co: Au

: ±0.2:

0.1 mm

17


ラインアップ

チャンネル数型名有効受光面サイズ

(mm)ピクセルピッチ

(μm)

ピクセル数(1 ch当たり) パッケージ開口率

(%)

1S13360-2050VE 2.0 × 2.0

501584

表面実装型 74S13360-3050VE 3.0 × 3.0 3584S13360-6050VE 6.0 × 6.0 14336

16(4 × 4)

S13361-2050NE-042.0 × 2.0

50

1584表面実装型

74

S13361-2050AE-04 コネクタ付き*1

16(4 × 4)

S13361-3050NE-04

3.0 × 3.0 3584

表面実装型

S13361-3050AE-04 コネクタ付き*1

64(8 × 8)

S13361-3050NE-08 表面実装型

S13361-3050AE-08 コネクタ付き*1

16(4 × 4)

S13361-6050NE-046.0 × 6.0 14336

表面実装型

S13361-6050AE-04 コネクタ付き*1

*1: SAMTEC製コネクタが基板裏面に実装されます。

ST4-10-1.00-L-D-P-TR (S13361-2050AE-04) ST4-20-1.00-L-D-P-TR (S13361-3050AE-04) ST4-40-1.00-L-D-P-TR (S13361-3050AE-08, S13361-6050AE-04) これらのコネクタはSAMTEC製レセプタクル (SS4-10-3.00-L-D-K-TR, SS4-20-3.00-L-D-K-TR, SS4-40-3.00-L-D-K-TR)と勘合します。

詳細は下記URLを参照してください。

http://www.samtec.com/ftppub/pdf/ss4.pdf

精密計測用MPPC (TSVタイプ)S13360シリーズ (シングルチャンネルタイプ) S13361シリーズ (マルチチャンネルタイプ)

S13360/S13361シリーズは、貫通電極 (TSV: Through Silicon Via)を採用したMPPCです。

ワイヤボンディングが不要となるため、外周部のギャップ (パッケージ側面からMPPCの受光

部まで)は4辺バタブルの構造を実現しています。

S13360/S13361シリーズは、医療機器・高エネルギー検出などのフォトンカウンティング

計測が求められる用途やその他の微弱光検出に適した設計となっています。

18

構成／絶対最大定格

型名窓材窓材屈折率

絶対最大定格

動作温度*1

Topr(℃)

保存温度*1

Tstg(℃)

はんだ付け条件*2

Tsol

S13360-2050VE/-3050VE/-6050VE , S13361-2050/3050/6050シリーズ

0

10

20

30

40

50

200 400300 500 600 700 800 1000900

(%)

(nm)

(Ta=25 °C)

0 2 4 1086

6.0 × 106

5.0 × 106

3.0 × 106

1.0 × 106

4.0 × 106

2.0 × 106

0

60

40

50

30

20

10

0

, (%

)

(V)

(λ=450 nm)

(Ta=25 °C)

KAPDB0317JA KAPDB0324JA

S13360-2050VEエポキシ樹脂 1.55 -20 ～ +60 -20 ～ +80 ピーク温度: 240 ℃, 2回S13360-3050VE

S13360-6050VES13361-2050NE-04

エポキシ樹脂 1.55 -20 ～ +60 -20 ～ +80

ピーク温度: 240 ℃, 2回S13361-2050AE-04 -S13361-3050NE-04 ピーク温度: 240 ℃, 2回S13361-3050AE-04 -S13361-3050NE-08 ピーク温度: 240 ℃, 2回S13361-3050AE-08 -S13361-6050NE-04 ピーク温度: 240 ℃, 2回S13361-6050AE-04 -*1: 結露なきこと

*2: JEDEC level 5a注) 絶対最大定格を一瞬でも超えると、製品の品質を損なう恐れがあります。必ず絶対最大定格の範囲内で使用してください。

電気的および光学的特性 (指定のない場合はTyp. Ta=25 ℃)

型名測定条件

感度波長範囲λ

(nm)

最大感度波長λp

(nm)

検出効率

PDE*3

λ=λp

(%)

ダークカウント*4

端子間容量

Ct

(pF)

増倍率

M

降伏電圧

VBR

(V)

推奨動作電圧

Vop

(V)

推奨動作電圧の温度係数ΔTVop

(mV/℃ )

Typ.

(Mcps)

Max.

(Mcps)S13360-2050VE

Vover=3 V 320 ～ 900 450 40

0.3 0.9 1401.7 × 106 53 ± 5 VBR + 3 54S13360-3050VE 0.5 1.5 320

S13360-6050VE 2 6 1300S13361-2050NE-04

Vover=3 V 320 ～ 900 450 40

0.3 0.9 140

1.7 × 106 53 ± 5 VBR + 3 54

S13361-2050AE-04S13361-3050NE-04

0.5 1.5 320S13361-3050AE-04S13361-3050NE-08S13361-3050AE-08S13361-6050NE-04

2 6 1300S13361-6050AE-04*3: 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。 *4: 閾値=0.5 p.e.注) 上記特性値は、表中の増倍率が得られる動作電圧における値です (製品に添付されるデータを参照してください)。

検出効率-波長（代表例）増倍率、クロストーク確率、検出効率のオーバー電圧特性（代表例)

19


外形寸法図 (単位: mm)

S13360-2050VE

Tolerance unless otherwise noted: ±0.1

Photosensitivesurface

Epoxy resin

Anode (2 ×) ɸ0.5

Cathode (2 ×) ɸ0.5Index mark

Photosensitive area2.0 × 2.0

0.1

2.4

1.2

1.2

Index mark

2.4

2.00.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

2.0

0.2

± 0

.05 0.2

± 0

.05

1.35 ± 0.2

KAPDA0174EA

KAPDA0175EA

S13360-3050VE



Anode ϕ0.7

Cathode (common)(4 ×) ϕ0.7

3.4

3.4

3.00.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

3.0

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

Index mark


Epoxy resin

0.1

1.35 ± 0.2

2.2

2.2

Index mark

S13360-6050VE


Anode (inner pads)(4 ×) ϕ0.7

Cathode (outer pads)(4 ×) ϕ0.7

6.4

6.4

6.00.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

6.0

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

Index mark


Epoxy resin

0.1

1.35

2.5

P2.5 × 2=5.0

2.5

P2.5

× 2

=5.

0

Index mark


KAPDA0176EA

20

S13361-2050NE-04

S13361-2050AE-04

S13361-3050NE-04

S13361-3050AE-04

[Bottom view][Top view] [Side view]

9.0

9.0

Photosensitive surface

Resin

1.35 ± 0.20

0.1 ± 0.05

A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4

Tolerance unless otherwise noted: ±0.1A (X-Y): Anode pad of (X-Y) channel.K (X-Y): Cathode pad of (X-Y) channel.

1.0

1.2

1.0

1.2

1.0

1.2

1.0

(16 ×) ϕ0.51.2 1.0 1.2 1.0 1.2 1.0

Index markAnode

Cathode

1.0

(16 ×) ϕ0.5A (D-1)

K (D-1)

A (C-1)

K (C-1)

A (D-2)

K (D-2)

A (C-2)

K (C-2)

A (D-3)

K (D-3)

A (C-3)

K (C-3)

A (D-4)

K (D-4)

A (C-4)

K (C-4)

A (B-1)

K (B-1)

A (A-1)

K (A-1)

A (B-2)

K (B-2)

A (A-2)

K (A-2)

A (B-3)

K (B-3)

A (A-3)

K (A-3)

A (B-4)

K (B-4)

A (A-4)

K (A-4)

Photosensitive area(16 ×) 2.0 × 2.0

3 × 2.2=(6.6)

0.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

3 ×

2.2

=(6

.6)

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

KAPDA0166EB

KAPDA0167EB

KAPDA0168EB

KAPDA0169EB

3 ×

2.2

=(6

.6)

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

3 × 2.2=(6.6)

0.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05



9.0

9.0

1.35 ± 0.20 (3.08)

0.1 ± 0.05

A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4


Resin


(5.5

8)

(4.0)

10987654321

11121314151617181920

(3 ×) Index mark

Connector (SAMTEC)ST4-10-1.00-L-D-P-TR


Tolerance unless otherwise noted: ±0.1A (X-Y): Anode pad of (X-Y) channelK (X-Y): Cathode pad of (X-Y) channel

13.0

13.0

A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4


3 × 3.2 = (9.6)

0.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

3 ×

3.2

= (

9.6)

0.2

± 0

.05

0.2

± 0.

05

1.35 ± 0.20

0.1 ± 0.05

Resin


1.9 1.3 1.9 1.3 1.9 1.31.3

Cathode(16 ×) ϕ0.7A (D-1)

K (D-1)

A (C-1)

K (C-1)

A (D-2)

K (D-2)

A (C-2)

K (C-2)

K (B-1)

A (B-1)

K (A-1)

A (A-1)

K (B-2)

A (B-2)

K (A-2)

A (A-2)

A (D-3)

K (D-3)

A (C-3)

K (C-3)

A (D-4)

K (D-4)

A (C-4)

K (C-4)

K (B-3)

A (B-3)

K (A-3)

A (A-3)

K (B-4)

A (B-4)

K (A-4)

A (A-4)

Anode(16 ×) ϕ0.7

Index mark

1.9

1.3

1.9

1.3

1.9

1.3

1.3



13.0

13.0

A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4

1.35 ± 0.20

0.1 ± 0.05

Resin


(3 ×) Index mark

(3.7)Connector (SAMTEC)ST4-20-1.00-L-D-P-TR

2019181716151413121110987654321

2122232425262728293031323334353637383940

(3.08)

(9.4

)


3 × 3.2 = (9.6)

0.2 ± 0.05

0.2 ± 0.05

3 ×

3.2

= (

9.6)

0.2

± 0

.05

0.2

± 0.

05

21


S13361-3050NE-08

S13361-3050AE-08



7.0 × 3.2 = (22.4)

0.2 ± 0.05

0.2

± 0

.05

0.2 ± 0.05

25.8

25.8

0.2

± 0

.05

7.0

× 3

.2 =

(22

.4)

A-1 B-1 C-1 D-1 E-1 F-1 G-1 H-1

A-2 B-2 C-2 D-2 E-2 F-2 G-2 H-2

A-3 B-3 C-3 D-3 E-3 F-3 G-3 H-3

A-4 B-4 C-4 D-4 E-4 F-4 G-4 H-4

A-5 B-5 C-5 D-5 E-5 F-5 G-5 H-5

A-6 B-6 C-6 D-6 E-6 F-6 G-6 H-6

A-7 B-7 C-7 D-7 E-7 F-7 G-7 H-7

A-8 B-8 C-8 D-8 E-8 F-8 G-8 H-8

0.1 ± 0.05

1.35 ± 0.2

Anode(64 ×) ϕ0.7

Cathode(64 ×) ϕ0.7

Index mark

ab

cd

efgh

ij

klmn

op

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 1314 1516


Resin


1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.91.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

1.91.9

1.91.9

1.91.9

1.91.3

1.31.3

1.31.3

1.31.3

1.3S13361-6050NE-04


A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4

1.35 ± 0.2

0.1 ± 0.05

Index mark

Tolerance unless otherwise noted: ±0.1A (X-Y): Anode pad of (X-Y) channelK (X-Y): Cathode pad of (X-Y) channel

3.0

3.2

3.0

3.2

3.0

3.2

3.0

Anode (16 ×) ϕ0.7

Cathode (16 ×) ϕ0.7

A (D-1)

A (D-2)

A (D-3)

A (D-4)

A (C-1)

A (C-2)

A (C-3)

A (C-4)

K (D-1)

K (D-2)

K (D-3)

K (D-4)

K (C-1)

K (C-2)

K (C-3)

K (C-4)

K (B-1)

K (B-2)

K (B-3)

K (B-4)

K (A-1)

K (A-2)

K (A-3)

K (A-4)

A (B-1)

A (B-2)

A (B-3)

A (B-4)

A (A-1)

A (A-2)

A (A-3)

A (A-4)

Resin



25.0

0.2 ± 0.05 0.2 ± 0.053 × 6.2 =(18.6)

25.0

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

3 ×

6.2

=(1

8.6)


A-1

A-2

A-3

A-4

B-1

B-2

B-3

B-4

C-1

C-2

C-3

C-4

D-1

D-2

D-3

D-4

1.35 ± 0.2 (3.08)

0.1 ± 0.05

Resin



25.0

0.2 ± 0.05 0.2 ± 0.053 × 6.2 =(18.6)

25.0

0.2

± 0

.05

0.2

± 0

.05

12.8

(17.

58)

Connector 2Connector 1

1

40

80

41

1

40

80

41

(3 ×) Index mark(2 ×) Connector (SAMTEC)ST4-40-1.00-L-D-P-TR


3 ×

6.2

=(1

8.6)

S13361-6050AE-04

KAPDA0170EB

KAPDA0171EB

KAPDA0172EB

KAPDA0173EB

Connector 2Connector 1

1

40

80

41

1

40

80

41



7.0 × 3.2 = (22.4)

0.2 ± 0.05

0.2

± 0

.05

0.2 ± 0.05

25.8

25.8

0.2

± 0

.05

7.0

× 3

.2 =

(22

.4)

A-1 B-1 C-1 D-1 E-1 F-1 G-1 H-1

A-2 B-2 C-2 D-2 E-2 F-2 G-2 H-2

A-3 B-3 C-3 D-3 E-3 F-3 G-3 H-3

A-4 B-4 C-4 D-4 E-4 F-4 G-4 H-4

A-5 B-5 C-5 D-5 E-5 F-5 G-5 H-5

A-6 B-6 C-6 D-6 E-6 F-6 G-6 H-6

A-7 B-7 C-7 D-7 E-7 F-7 G-7 H-7

A-8 B-8 C-8 D-8 E-8 F-8 G-8 H-8

0.1 ± 0.05

(3.08)1.35 ± 0.2


Resin


12.8

(17.

58)

(2 ×) connector (SAMTEC)ST4-40-1.00-L-D-P-TR(3 ×) Index mark

22

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。

その他の MPPC 製品

Other MPPC and MPPC modules

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

型名写真有効受光面サイズ

ピクセルピッチ温度制御出力

C11209-110 □1.0 mm 10 μm温度補償

(非冷却)アナログ

C13001-01シングルピクセル ɸ50 μm

(ファイバカップリングタイプ)電子冷却

(-20 °C)デジタル

一般計測用MPPC

型名写真受光面サイズピクセルピッチパッケージ

S12571-010C

□1.0 mm

10 μmセラミック

S12571-015C 15 μm

S12571-010P 10 μm表面実装型

S12571-015P 15 μm

S12572-010C

□3.0 mm

10 μmセラミック

S12572-015C 15 μm

S12572-010P 10 μm表面実装型

S12572-015P 15 μm

23


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C11204-01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。

MPPC用駆動回路 C12332-01 MPPC用電源 C11204-01

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

フレキシブルケーブル付MPPCの接続も可能

● 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

特長

● 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

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。

MPPCモジュールカスタム

関連製品

24

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。

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

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

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、

比較的なだらかなパルス形状となります。

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

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。

APD

KAPDC0029JA

KAPDC0049EA

フォトンカウンティングのイメージ

基本動作

　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。

KAPDC0024JB

基本接続図

1 kΩ

+V

MPPC

0.1 μF

　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

が向上するメリットがあります。

動作原理


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固体営業推進部

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MPPCは浜松ホトニクス(株)の登録商標です。

Cat. No. KAPD0004J06 Jan. 2019

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