Система счета единичных фотонов TimeHarp 260
TimeHarp 260 — компактная и простая в использовании система коррелированного по времени счета единичных фотонов и мультиканальная масштабируемая карта с интерфейсом PCIe.
TimeHarp 260 основана на дизайне TDC и дает ультракороткое мертвое время даже при высоком временном разрешении. Карта доступна в двух версиях — PICO (базовое разрешение 25 пс) и NANO (базовое разрешение 250 нс).
Ключевые особенности:
- Карта снабжена независимыми входными каналами и основным синхронизирующим каналом (до 100 MHz);
- Представлена двумя моделями с базовым разрешением 25 пс (PICO model) и 250 пс (NANO model);
- PICO model в режиме "Long range mode" обладает базовым разрешением 2.5 нс;
- Ультракороткое мертвое время (< 25 нс для PICO model, < 2 нс для NANO model);
- Фиксация времени поддерживающая скорость счета на уровне 40 MHz;
- Регулируемая задержка на каждом канале c разрешением в 25 пс для PICO model и в 250 пс PICO model;
- Программируемый выход триггера;
- Внешняя синхронизация в процессе съемки (время жизни флуоресценции).
TimeHarp 260 может быть использована в различных методах, которые требуют мультиканальную систему коррелированного по времени счета единичных фотонов (TCSPC) и/или систему фиксации времени с независимыми каналами, таких как:
- Флуоресценция с временным разрешением (Time-Resolved Fluorescence);
- Визуализация времени жизни флуоресценции (Fluorescence Lifetime Imaging, FLIM);
- Визуализация времени жизни фосфоресценции (Phosphorescence Lifetime Imaging, PLIM);
- Флуоресцентная корреляционная спектроскопия (Fluorescence Correlation Spectroscopy, FCS)
- Фёрстеровский перенос энергии (Foerster Resonance Energy Transfer (FRET);
- Анизотропия флуоресценции (Fluorescence Anisotropy, Polarization);
- Одномолекулярная спектроскопия (Single Molecule Spectroscopy / Detection)
- Измерение синглетного кислорода (Singlet Oxygen)
- Время разрешенная фотолюминесценция (Time-Resolved Photoluminescence, TRPL).
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Входные каналы и синхронизация |
Дискриминатор с постоянным порогом (CFD) на все входные каналы, приспосабливаемое программное обеспечение |
Постоянный уровень триггера на все входные каналы, приспосабливаемое программное обеспечение |
|
Ряд каналов детектора (в добавление к синхронизации) |
1 (SINGLE) or 2 (DUAL) |
1 (SINGLE) or 2 (DUAL) |
|
Диапазон входного напряжения (пик пульса в 50 Ом) |
От 0 до -1200 мВ, оптимальный режим: от -100 мВ до -200 мВ |
От -1200 мВ до +1200 мВ |
|
Максимальных диапазон входного напряжения (пик напряжения, выдерживаемый усилителем) |
±1500 мВ |
±2500 мВ |
|
Фронт триггера |
Задний фронт |
Задний или передний фронт, приспосабливаемое программное обеспечение |
|
Длительность пускового импульса |
От 0.5 до 30 нс |
От > 0.5 нс |
|
Время необходимое для подъема/падения триггера импульса |
2 нс максимум |
— |
- Time to Digital Converters
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Минимальное время накопления шага |
От 25 пс в режиме «Long range mode»: 2.5 нс |
250 пс |
|
Временное разрешение |
< 20 пс (ср.квадр) в режиме «Long range mode»: <1 нс (ср.квадр) |
< 250 пс (ср.квадр) |
|
Мертвое время |
< 25 пс в режиме «Long range mode»: <2.5 пс |
< 2 пс |
|
Отношение числа пиков к входному каналу |
40 × 106 ед/сек в режиме «Long range mode»: 400 × 106 ед/сек для режима «bursts of up» до 128 |
1000 × 106 ед/сек для режима «bursts of up» до 96 |
|
Непрерывная скорость импульсов в входной канал |
40 × 106 ед/сек |
40 × 106 ед/сек |
|
Максимальный уровень синхронизации (периодическая последовательность импульсов) |
100 MHz |
100 MHz |
|
Приспосабливаемый диапазон задержки для каждого входного канала |
±100 нм, разрешение 25 пс |
±100 нс, разрешение 250 пс |
|
Дифференциальная нелинейность |
< 2% пика, <0.2% ср.квадр. (в полном диапазоне измерения) |
< 2% пика, <0.2% ср.квадр. (в полном диапазоне пика) |
- Гистограмма
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Единицы |
32 bit (4.294.967.296 ед.) |
32 bit (4.294.967.296 ед) |
|
Максимальное количество временных слотов |
32768 |
32768 |
|
Полноценная шкала временного диапазона |
От 819 нс до 1.71 с (в зависимости от выбранного разрешения: 25 пс, 50 пс, 100 пс, …, 52.42 мкс) в режиме «Long range mode»: от 81.92 мкс до 171 с (в зависимости от выбранного разрешения: 2.5 нс, 5 нс, 10 нс, …, 5.242 мс) |
От 8.19 мкс до 17.1 с (в зависимости от выбранного разрешения: 250 пс, 500 пс,…, 524.2 мкс) |
|
Время захвата |
От 1 мс до 100 часов |
От 1 мс до 100 часов |
|
Пропускная способность (сумма всех каналов) |
typ. 30×106 ед/сек (в зависимости от конфигурации ПК и эксплуатации) |
typ. 30×106 ед/сек (в зависимости от конфигурации ПК и эксплуатации) |
- TTTR Процессор
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Разрешение в режиме T2 |
25 пс |
250 пс |
|
Разрешение в режиме T3 |
25 пс, 50 пс, 100 пс,…, 52.42 мкс в режиме «Long range mode»: 2.5 нс, 5 нс, 10 нс, …, 5.242 мс |
250 пс, 500 пс, 1 нс, …, 524.2 мкс |
|
FiFo buffer depth (records) |
8.388.608 |
8.388.608 |
|
Время захвата |
От 1 мс до 100 часов |
От 1 мс до 100 часов |
|
Пропускная способность (сумма всех каналов) |
typ. 40×106 ед/сек (в зависимости от конфигурации ПК и эксплуатации) |
typ. 40×106 ед/сек (в зависимости от конфигурации ПК и эксплуатации) |
- Выход триггера
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
|
Доступно только с режиме «Long range mode» |
Всегда включено |
|
Период |
Программируемый, от 0.1 мкс до 1.678 с (от 0.596 Hz до 10 MHz) |
Программируемый, от 0.1 мкс до 1.678 с (от 0.596 Hz до 10 MHz) |
|
Длительность импульса (типовой) |
10 нс |
10 нс |
|
Уровень базовой линии (типовой) |
0 В |
0 В |
|
Активный уровень (пики импульсов) |
-0.7 В |
-0.7 В |
- Внешние линейные входы
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Количество |
4 (доступны только в моделях с каналами обнаружения) |
4 (доступны только в моделях с каналами обнаружения) |
|
Тип входа |
TTL, < 10 нс время подъема/падения, > 50 нс длительность импульса |
TTL, < 10 нс время подъема/падения, > 50 нс длительность импульса |
- Управление
|
|
TimeHarp 260 PICO |
TimeHarp 260 NANO |
|---|---|---|
|
Интерфейс ПК |
PCIe 1.1 x1 |
PCIe 1.1 x1 |
|
Требования ПК |
Dual core CPU, min. 1.5 GHz CPU clock, min. 1 GB memory |
Dual core CPU, min. 1.5 GHz CPU clock, min. 1 GB memory |
|
Операционная система |
Windows 7 / 8 or 10 |
Windows 7 / 8 or 10 |
|
Потребляемая мощность |
≤ 15 W |
≤ 15 W |
TimeHarp 260 поддерживает следующие режимы:
- Integration mode;
- Oscilloscope mode;
- Time-Resolved Emission Spectra (TRES);
- Time-Tagged Time-Resolved (TTTR) mode.
- Observation of the linewidth broadening of single spins in diamond nanoparticles in aqueous fluid and its relation to the rotational Brownian motion. Fujiwara M., Shikano Y., Tsukahara R., Shikata S., Hshimoto H. Scientific Reports, Vol.008, 14773 (2018).
- Inorganically coated colloidal quantum dots in polar solvents by microemulsion-assisted method. Acebrón M., Herrera F.C., Mizrahi M., Navío C., Bernardo-Gavito R., Granados D., Requejo F.G., Juarez B.H. Physical Chemistry Chemical Physics, Vol.019, p.1999-2007 (2017).
- Characterisation, degradation and regeneration of luminescent Ag 29 clusters in solution. van der Linden M., Barendregt A., van Bunningen A.J., Chin P.T., Thies-Weesie D., de Groot F.M., Meijerink A. Nanoscale, Vol.008, p.19901-19909 (2016).
- Bright and photostable nitrogen-vacancy fluorescence from unprocessed detonation nanodiamond. Reineck P., Capelli M., Lau D.W.M., Jeske J., Field M.R., Ohshima T., Greentree A.D., Gibson B.C. Nanoscale, Vol.009, p.497-502 (2016).
- The epidermal growth factor receptor forms location-dependent complexes in resting cells. Yavas S., Macháň R., Wohland T. Biophysical Journal, Vol.111, p.2241-2254 (2016).
- First-photon 3D imaging with a single-pixel camera. Edgar M., Sun M.-J., Spalding G., Gibson G., Padgett M.J. OSA conference paper, Frontiers in Optics, FF1D.2 (2016).
- Improvement of color conversion and efficiency droop in hybrid light-emitting diodes utilizing an efficient non-radiative resonant energy transfer. Zhuang Z., Dai J., Liu B., Guo X., Li Y. Applied Physics Letters, Vol.109, 141105 (2016).
- Novel microfluidic platforms for the programmable synthesis of semiconductor nanocrystals. Lignos I. Dissertation ETH Zürich (2016).
- Photon pairs from, a silicon photonic chip. Kumar R. Dissertation UC San Diego (2016).
- Structure- activity correlations for Brønsted acid, Lewis acid and photo- catalysed reactions of exfoliated crystalline niobium oxide layer. Tsang E.S.C., Koito Y., Rees G.J., Hanna J.V., Li M.M.J., Peng Y.-K., Puchtler T., Taylor R., Wang T., Kobayashi H., Teixeira I.F., Khan M.A., Kreissl H. chemcatchem-catalysis, accepted article (2016).
- Mechanism for broadband white-light emission from two-dimensional (110) hybrid perovskites. Hu T., Smith M.D., Dohner E.R:, Sher M.-J., Wu X., Trinh M.T., Fisher A., Corbett J., Zhu X.-Y., Karunadasa H.I., Lindenberg A.M. The Journal of Physical Chemistry Letters, Vol.007, p.2258-2263 (2016).