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可擴展多通道事件計時器和TCSPC單元MultiHarp160

可擴展多通道事件計時器和TCSPC單元MultiHarp160

MultiHarp 160是一款即插即用型多通道事件計時器及時間相關(guān)單光子計數(shù)(TCSPC)系統(tǒng),并且針對需要多通道、高速且高精度計時通道的應用進行了優(yōu)化處理。
產(chǎn)品特點
  • 多達64個獨立輸入通道,時間分辨率為5 ps
  • 通過16通道的擴展單元進行擴展
  • 高達1.2 GHz同步速率的共用同步通道
  • 超短死區(qū)時間(650 ps),各通道無死時間串擾
  • 通過FPGA接口對數(shù)據(jù)流進行硬件訪問
  • White Rabbit計時網(wǎng)絡接口
  • 用于自定義編程的驅(qū)動程序和演示代碼
主要應用

MultiHarp 160主要應用于各種需要時間標記、并且具有大量同步輸入要求,而不會影響時間分辨率和數(shù)據(jù)吞吐量的應用中,例如:

  • 符合相關(guān)
  • 量子通訊
  • 線性光學量子計算
  • 量子糾纏
  • 擴散光學層析成像
  • TD-fNIRS
  • LIDAR/Ranging/SLR
  • 時間分辨熒光
  • 光電子設備的時間響應特性
  • 時間分辨磷光(TRPL)
  • 熒光壽命成像(FLIM)
  • 磷光壽命成像(PLIM)
  • 多色壽命成像
  • 熒光相關(guān)光譜(FCS)
  • 熒光壽命相關(guān)光譜(FLCS)
  • 單分子探測/光譜學
  • TRPL成像
參數(shù)

輸入及同步通道

所有通道恒定型閥值,可用軟件調(diào)節(jié)具體數(shù)值

探測通道數(shù)量
(不包含共用同步通道)

16(主機)
32(主機+第一擴展單元)
48(主機+第一和第二擴展單元)
64(主機+第一、第二和第三擴展單元)

輸入信號電壓范圍

-1200 mV到1200 mV

輸入信號最大電壓范圍(損傷閾值)

±2500 mV

觸發(fā)位置

上升或下降,軟件可調(diào)

觸發(fā)脈沖寬度范圍

>0.4 ns(上升/下降時間最大20 ns)

時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

最小時間通道寬度

5 ps

計時精度*

<45 ps rms

計時精度/√2*

<32 ps rms

死時間

<650 ps(可以通過軟件以1 ns的步長增加至160 ns)

單個通道延時調(diào)節(jié)范圍

±100 ns, 5 ps分辨率

微分非線性誤差

<10%peak, <1%rms (全量程范圍)

最大同步率(周期性脈沖序列)

1.2 GHz

柱狀圖模式

計數(shù)深度

32 bit (4 294 967 295 counts)

滿量程時間范圍

328 ns到2.74 s (根據(jù)所選時間通道寬度:5, 10, 20,…, 41 943 040 ps)

最大時間通道數(shù)

65 536

每通道峰值計數(shù)率

1.5×109counts/sec@2048事件

可持續(xù)最高數(shù)據(jù)通量(所有通道總和)

MultiHarp160 M:

332×106counts/sec(166×106counts/sec每行的8個輸入通道)

MultiHarp160 X1, X2, X3:

332×106counts/sec(166×106counts/sec每行的8個輸入通道)

TTTR模式

T2模式時間分辨率

5 ps

T3模式時間分辨率

5,10,20,…, 41 943 040 ps

FiFo緩沖深度(records)

268 435 456 events (million events)

每通道峰值計數(shù)率

1.5×109counts/sec@ 2048事件

可持續(xù)最高數(shù)據(jù)通量(所有通道總和)**

80×106counts/sec,USB 3.0接口

FPGA數(shù)據(jù)接口

T2/T3模式數(shù)據(jù)吞吐量

200×106counts/sec

T2直接模式數(shù)據(jù)吞吐量(T2DM)

200×106counts/sec每行的8個輸入通道
+78×106counts/sec SYNC輸入

Latency T2模式

4.5 μs~5.0 μs

Latency T3模式

4.5 μs~5.5 μs

Latency T2模式Direct模式

SYNC:1.7 μs~1.8 μs

其他:0.8 μs~1.2 μs

觸發(fā)輸出

周期

0.1 μs到1.678 s(0.596 Hz到10 MHz)可編程

脈沖寬度

10 ns典型值.

基線電平幅值

0 V典型值

觸發(fā)電平幅值(脈沖峰值)

-0.7 V典型值(50 Ohm)

外部標記信號輸入

數(shù)量

4

輸入規(guī)格

LVTTL,<50 ns上升/下降時間, >50 ns到波峰或波谷(最大5V,1 μs), hold-off時間軟件可調(diào)

外部同步

Ref IN

10 MHz

200~1500 mV p.p

50 Ohm;AC耦合

Ref OUT

默認值:10 MHz

White Rabbit模式:31.25 MHz

1400 mV p.p.

50 Ohm;AC耦合

PPS IN

1 s, LVTTL

White Rabbit接口

SFP模塊連接器

操作參數(shù)

電腦接口類型

USB 3.0

電腦配置要求

雙核CPU,最小2 GHzCPUclock,最小4 GB內(nèi)存容量

操作系統(tǒng)

Windows 10/11

能耗

最大150 W

操作環(huán)境

室內(nèi)使用

高海拔操作

最高海拔2000米

尺寸

MultiHarp 160 M (主單元)

包含支撐腳和把手285×425×100 mm

MultiHarp 160 X (擴展單元)

包含支撐腳和把手285×425×62 mm


*為了確定計時精度,必須重復測量時間差并計算這些測量的標準偏差(均方根誤差)。這是通過將來自脈沖發(fā)生器的電信號進行分束,并將兩個信號分別輸入到單獨的輸入通道來完成的。計算出脈沖到達時間的差值以及相應的標準偏差。后一個值是均方根抖動,用于指定時間精度。但是,計算這樣的時間差需要兩次時間測量。因此,根據(jù)誤差傳播定律,通過將先前計算的標準偏差除以√(2),可以獲得單通道均方根誤差。我們還在此指定此單通道均方根誤差,以便與其他產(chǎn)品進行比較。

**可持續(xù)最高數(shù)據(jù)通量受限于電腦的配置和性能。

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