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精確、多功能事件計時器和TCSPC單元PicoHarp 330

精確、多功能事件計時器和TCSPC單元PicoHarp 330

PicoHarp 330是一款事件計時和時間相關單光子計數設備,它具備出色的計時精度并支持多種觸發方式,可以滿足多達5通道的應用需求。
產品特點
  • 出色的定時精度2 ps RMS(單通道),3ps RMS(通道間)
  • 最先進的 1 ps 時間分辨率
  • 多種觸發方法(CFD 和邊沿觸發器)
  • USB 3.0 超高速可實現高達85 Mcps的持續時間標記
  • 超短死時間(680 ps),跨通道無死區時間
  • New:4+1通道設置與先進的通道配置


靈活的通道配置和同步

PicoHarp 330可以配備多達四個獨立的探測通道和一個公共同步通道,每個通道都可獨立運行,但也可根據需要與其他通道同步。通用同步通道支持高達 640 MHz 的頻率,可確保與激發源無縫集成。如果不需要同步信號,同步通道可以當探測通道使用。這一功能方便了符合相關或符合計數之類的測試要求。PicoHarp 330同樣適用于多個探測器工作在正向啟停模式的時間相關單光子計數應用。

數據質量高:卓越的計時精度和時間分辨率

通過智能化設計時間數字轉換器,PicoHarp實現了高數據質量。它的基礎時間分辨率為1ps,時間抖動為2 ps RMS(單通道),3ps RMS(通道間)。

極短680ps死時間,每個周期內可以檢測多個光子

PicoHarp 330 采用邊沿觸發器,具有 680 ps 的超短死時間,可以快速連續檢測多個事件(例如,探測器記錄的光子),如果激發周期足夠長,每個激發周期甚至可以檢測多個事件。即使皮秒脈沖激光器工作在最高重復頻率,它也能夠正常工作。該設備所有通道支持的最高測試速率達85 百萬個/秒(單個通道可達85百萬個/秒)。USB3.0連接能夠確保高數據吞吐量。

通過選擇邊沿觸發器或恒比鑒別器,可以支持最廣泛的單光子探測器

為了支持最廣泛的單光子探測器,PicoHarp 330提供了多種輸入電路。為了優化計時性能,例如超導納米線單光子探測器(SNSPD),可將輸入配置為邊沿觸發器;而為了實現混合光電探測器(HPD)或微通道板(MCP)的最佳性能,可將輸入配置為恒比鑒別器(CFD)。這樣,整個系統的IRF可以變得更窄。用簡單的邊沿觸發器(比較器)不能達到同樣的效果。特別是對于PMTs和MCPs,由于它們的脈沖幅度變化很大,因此恒比鑒別非常重要。

可以調節每個通道的延時,不用擔心線纜長度

每個輸入通道均具有一個內部可調時間偏移(延時)器,能夠以1ps時間分辨率在±100ns范圍內調節。因而不再需要特殊的適配線纜長度或線纜延時,為不同實驗系統提供了靈活性和易用性。

每個通道65536個直方圖分區,最小寬度1ps

PicoHarp 330 每個輸入通道有 65536 個直方圖分區,最小寬度為 1 ps,每個分區可收集超過 40 億個計數(32 位)。

多停止功能,提高效率

PicoHarp 330 具有多停止功能,可在兩個后續同步信號之間記錄多個事件。這對于有效測量微秒至毫秒范圍內的長磷光和光致發光壽命尤為有利。這一功能尤其適用于材料科學,為實驗設置提供了多功能性。

外部同步信號

PicoHarp 330 支持的時間標記時間分辨(TTTR)模式可記錄每個光子事件(如探測器記錄的光子)的所有相關時間信息。通過存儲這個完整的數據集,可以對光子動態進行最全面、最復雜的分析。此外,PicoHarp 330 還可與其他硬件同步,如用于熒光壽命成像的掃描臺,或在 TTTR 模式下與其他控制事件同步。



方法

時間軌跡

您的量子點、納米粒子或單熒光團是否在閃爍?是否應該閃爍?您的設置是否調整得當、靈敏度是否足以進行您想要進行的測量?一個簡單的方法就是通過單光子計數獲取高分辨率的強度時間軌跡。您可以在并行通道中計算進入光子的時間軌跡,實時查看它們,還可以做更多的事情。一個典型的例子是單個 Cy5 分子的閃爍。

直方圖統計

光致發光是包括半導體、新型二維材料和量子點在內的許多材料的固有特性。光致發光壽命可提供有關樣品成分和均勻性、樣品內部局部化學環境或動態過程和反應機制的寶貴信息。

要在ps到ms的范圍內精確測量時間分辨的光致發光,您可以記錄平行通道中的入射光子的光致發光衰減,實時查看它們,以及執行更多操作。

時間分辨光致發光衰減曲線典型案例,揭示半導體中載流子動力學。


反聚束中的符合相關

符合相關測量是量子光學和量子力學中的一項基本技術。它們的目的是研究光子到達時間之間的統計關聯,這可以證明單個光子發射體的存在或驗證量子糾纏。符合相關在量子通信、密碼學和成像等領域有著重要的實際應用。

納米鉆石中單個氮空位缺陷中心的反聚束跡線典型案例

FCS中的符合相關

如何在納米尺度上以非侵入性的方式探測分子和粒子在材料中的行為?熒光相關光譜(FCS)是一種在不同應用領域研究納米級材料動力學的通用工具,例如:

  • 擴散和遷移-理解多孔材料中的輸運現象
  • 藥物遞送和催化劑中納米粒子的尺寸,形狀和濃度
  • 復合材料,粘合劑和涂層材料中聚合物鏈的動力學
  • 乳液和膠體穩定性中的形成和膠束性質

使用PicoQuant的時間標簽電子設備記錄來自本征發光或熒光標記樣品的單個光子的到達時間。您可以對入射光子執行實時符合相關,實時查看FCS曲線,以及執行更多操作。

熒光壽命信息改善雙鏈DNA的互相關光譜典型案例

軟件

Windows版本軟件

PicoHarp 330附帶了一款Windows軟件包,提供所有重要功能,例如設置測試參數,顯示結果,加載/保存測試參數和測試曲線。重要測試數據,包括計數率,最大計數值,位置和峰寬,都會持續顯示。

支持自定義編程

自定義編程庫,例如C, C#, LabVIEW, Matlab和Python。提供示例代碼方便上手。

Python 封裝器 snAPI

快速、直觀、多功能的 snAPI 可作為 PicoQuant TCSPC 器件功能與 Python 生態系統之間的橋梁,為所有用戶提供高效的器件通信、配置和數據處理功能。

QuCoa

PicoHarp 330適用于QuCoa軟件包,這是一款用于數據采集和分析的集成解決方案。它主要針對依靠于量子相關分析的研究領域,例如在Hanbury-Brown-Twiss實驗中的符合檢測,或使用Hong-Ou Mandel裝置研究量子糾纏。

SymPhoTime 64

PicoHarp 330適用于SymPhoTime 64軟件包,這是一款用于數據采集和分析的綜合解決方案。它主要針對基于顯微鏡的應用,如成像(FLIM, FLIM-FRET),相關性分析(FCS, FCCS, FLCS, PIE-FCS)和熒光時間軌跡分析。



主要應用

PicoHarp 330可用于各種使用TCSPC和具有獨立通道的時間標記系統的應用,例如:

  • 時間分辨熒光
  • 熒光壽命成像(FLIM)
  • 磷光壽命成像(PLIM)
  • 熒光相關光譜(FCS)
  • 熒光壽命相關光譜(FLCS)
  • 熒光共振能量轉移(FRET)
  • 受激發射損耗顯微鏡(STED)
  • 雙聚焦熒光相關光譜(2fFCS)
  • 脈沖交錯激發(PIE)
  • 熒光各向異性(偏振)
  • 單線態氧
  • 時間分辨光致發光(TRPL)
  • 時間分辨陰極發光
  • 單分子光譜學/檢測 TRPL成像
  • 鑭系元素上轉換
  • Bunch純度測量
  • LIDAR/Ranging/SLR
  • 反聚束
  • 符合相關
  • 量子通訊
  • 量子糾纏
  • 量子傳輸
  • 量子信息處理
  • 正電子湮沒壽命譜(PALS)
  • Thomas-Bollinger單光子法
  • 擴散光學層析成像
  • 線性光學量子計算
  • 時域功能近紅外光譜(TD-fNIRS)
  • 多色壽命成像
  • 強度干涉儀
  • 時間間隔分析 (TIA)


參數

輸入通道和同步 單個軟件可調節所有輸入的CFD或邊沿觸發器
探測通道數(除同步輸入通道外) 高達4個
輸入電壓工作范圍(50歐姆) -1500 mV到1500 mV
輸入信號最大電壓范圍 (損傷閾值) - 2000 mV到3000 mV
觸發沿 CFD:下降沿/邊沿觸發:下降沿或上升沿,軟件可調
時間-數字轉換器
最小Time bin寬度 1 ps
計時精度* 典型值3 ps rms
計時精度/√2* 典型值2 ps rms
死時間 邊沿觸發器:680 ps, CFD:4.2 ns
微分非線性誤差 < 10 % peak, < 1 % rms (全量程范圍)
最大同步速率(周期性脈沖序列) 640 MHz
柱狀圖模式
計數深度 32 bit (4 294 967 295)
最大時間通道數 65536 (GUI), 524288 (DLL)
TTTR模式
每輸入通道峰值計數率 對于高達1000個事件的爆發時間計數率可達1.47 × 109cps
每輸入通道持續計數率** 80 Mcps
所有輸入通道的總持續計數率** 85 Mcps
外部標記信號輸入
數量 4
外部同步信號
Ref IN 10 MHz, 100 MHz,或500 MHz
200 … 1500 mV p.p.
50 Ohm; AC耦合
Ref OUT 默認值: 10 MHz
1000 mV
50 Ohm; DC耦合

* 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,以便與其他產品進行比較。

** 可持續最高數據通量受限于電腦的配置和性能。

據我們所知,這里所提供的所有信息均是有效可靠的。但對于可能出現的不準確或遺漏,概不負責。規格及外觀如有更改,恕不另行通知。



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