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Model 2601B Mepsicron-UTM Series
Single-Photon Imaging Detector System
 


2601B Mepsicron-U TM シングルフォトンカウンティングシステムは、
極微弱光測定用シングルフォトンカウンティング位置検出器で、波長180nm〜900nmの 分光分析用にそして2‐D(2次元)イメージ測定用に設計されています。
この検出器は、極めてS/Nのよい極微弱光用シングルフォトンカウンティングPMT(photomultiplier)と 1-D、2-D用X-Y位置検出器とを組み合わせ作られており、125,00以上の小さな シングルフォトンカウンティングPMT(50μm X 50μm)を並べて作ったようなものと同等です。

このシステムには、
イメージャーセンサーヘッド
PMT TE冷却(Thermoelectrivally-cooled)ハウジング/コントローラ
信号処理&信号読み込み−出力電気回路(2400シリーズポジションアナライザー)
PC用ソフト及びディスプレイ用ハードウエア−(2200シリーズソフトウエア−&ハードウエア−) が含まれます。

 
 特徴

  • 高いS/Nで極微弱光の真のフォトンカウンティング測定が可能
    (荷電粒子,X線等に対しては、3300/2400イメージングシステムをご覧ください)
  • 180nmから900nmの測定波長
  • きわめて低いダークカウント
    -25℃において2‐D(2次元モード)で、10-5カウント/ピクセル/秒以下(Typically)
    CCDのようなリードアウトノイズがない。

  • 高位置分解能 60μmFWHM以下(Typically 55μm)
  • 検出領域 直径25mm
  • ダイナミックレンジに制限がない。
  • 100psec.FWHMのシングルフォトン時間分解が可能
    (時間分解分光、マッピングシングルフォトンイメージング測定)

  • リアルタイムでの確認、宇宙線に対する低い感度、簡単な操作
応用例
  •  Raman spectroscopy and Imaging
  •  Fluorescence and luminescence spectroscopy/imaging
  •  Optical emission microscopy
  •  Space science and astronomy
  •  X-ray and neutron imaging(with scintillator)
  •  Biological and medical imaging
  •  Single-Photon time-resolved spectroscopy/imaging
 
 仕様

イメージャー センサー ヘッド

このディテクターヘッドは、真空に封印されており、フォトンが フォトカソードに当ると光電子に変換され、接近して配置されたMCPとの間の強い電場によって 光電子はMCP表面に引っ張られます。光電子は、マルチMCPにより 107 以上に増幅され、増幅された電子は直接電荷分割(Charge-division) X-Yポジションエンコーダーに当ります。
位置は、読み取り電気回路により、各光子のX-Yの位置を 60μm FWHMの精度で 再現します。
フォトカソードは、S-25(標準)、用途により選択。

センサーヘッドの構造及びフォトカソードの特性は下図を参照

フェイスプレート:


フォトカソード:

UVグレード石英ガラス(180nm〜900nm 高透過率 厚さ 6mm)
EUV用にMgFも可。

S-25(Multialkali-type 赤感度 300nm〜800nm) 標準、
他 Bialkali(青-緑感度 180nm〜600nm)
   S-20(広域 青-緑感度 180nm〜700nm)
   Super Gen S-25(広域 赤-近赤外感度 300nm〜900nm)
   Solar blind(CeRbTe, 可視感度無し) 宇宙科学等に使用



有効領域:


位置分解能:



バックグランド:
直径 25mm(490mm2)
* イメージングの良好な領域は直径23mm

60μm FWHM以下(typically 55μm at 500nm)
25mm-400ラインと同等
赤及び青-UV領域においては分解能はよくなります。

10-5/カウント/ピクセル/秒(typically) 1024ch X 1024chで
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PMT冷却ハウジング/コントローラ

電子冷却ハウジングの中に入れられた検出器 (Imager tube)は、通常-20℃〜-25℃で使用します。

一般のTE冷却器は、冷却水の温度(オプションの空冷TE冷却器の場合は空気の温度) より少なくとも35℃(Typically 40℃)低くなります。
( *オプションで55℃(Typically 60℃)も可能)

-25℃〜-20℃を維持するために、チラーなどで冷却水の温度を一般的に 10℃〜15℃の間に保ち、流量40リットル/hr(10gallons/hr) 流す必要があります。

検出器(Imager tube)は、-25℃で(Bialkaiタイプのフォトカソードの場合-20℃でQEがより高くなります) 使用します。
フォトカソードの表面は、 TE冷却ハウジングの前面から65mm〜70mm(adjustable)です。
* オプションで33m〜42mmも可能

ハウジングのウインドは、UVグレード合成石英で、2枚取りつけられています。
* オプションでAR(anti-reflection)コートをすることも可能
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M2401Bポジションアナライザー



Model 2401Bポジションアナライザーは、A fast "look-ahead" channel 機能のついた、独立した4チャンネルのチャージセンシティブプリアンプ/シェイパーを持つ 2軸のパルス位置測定器で、信号処理、表示、エッジゲーティング、電源より構成されています。

A fast "look-ahead" channel は、システムがイベントを受けてから次のイベントを、デッドタイム(数μsec.)経過する以前にチャージセンシティブアンプが 受けたとき、位置を正確に求めるためにそのうちどれか1つもしくは、両方とも、 位置計算の対象から取り除きます。
  • イベント間が300nsec.〜1μsec.の場合、両方のイベントを計算対象から外し、
  • 1μsec.〜デッドタイム値間の場合、後のイベントを外し、
  • デッドタイム以上の場合は、両方計算されます。
  • 300nsec.以内の場合は、 1つのイベントして処理(2つのイベントの位置の間)されます。

分離した、デッドタイム500nsec.のRATE 出力信号は、このチャンネルから出力され、デッドタイム内の カウントレートの修正、そしてインプットカウントレートのモニターに使用されます。

前面パネルのメータは、RATE信号、MCPゲイン、デッドタイムロスパーセンテージを表示します。
各センサーヘッドにマッチさせるために特別に2つのプリアンプゲイン調整機能を追加できます。
位置分解能は、サンプリングの細かさに影響され、
一般に位置分解能の2倍以上 細かいチャンネル数が必要です。 たとえば100ライン(X,Yの位置分解)の場合200チャンネル以上のものが必要です。
デジタル出力は、
8ビット(256x256),9ビット(512X512),10ビット(1024X1024) の ADCが選択できます。

各ビット数に対するデッドタイムは、
8ビット:   4μsec
9ビット:   6μsec
10ビット:  10μsec で、最大の 最高イメージカウントレートは、イベント出現回数がポアソン分布にのり、67%デッドタイムによるロスがおきる 点で、50,000(10bits)、65,000(9bits),100,000(8bits)カウントとなります。

フォトカソードの radiant QE(photon conversion efficiency)が100%より低いため、実際に フォトカソードに入射するフォトンレートより検出するフォトンレートは低くなります。
そのためフォトカソードに入射するフォトンレートの許容範囲は、
最高イメージカウントレートより通常約10倍(1/QE)大きくなります。

* Mepsicron-Uシステムで、タイミングピックアップ、広帯域アンプ、コンスタント−フラクション ディスクリミネータ、time-to-digital(TAC-ADC)コンバータを組み合わせ、100psec.(FWHM)の分解能でシングルフォトン時間分解測定ができます。

* 高速のモデュールによりデッドタイム300nsecのものもあります。
詳細は(有)オプティマまでお問い合わせください。
 
入力:

X Yアナログ出力:



X Y デジタイジング出力:


他の入出力:






付属品:


電源:


寸法等:
MCP/RAEからのLow-level charge 信号

センサーの位置に比例した0V〜5VDC出力
X Y出力が有効になった時出力されるアナログストローブ出力とZ軸ブランキング出力(XYモニター用)

正論理のTTLレベルパラレル出力(50ピンアンフェノールタイプコネクター)
フロントパネルにあるEdge-gatingコントローラは、データ取り込みに対する 有効領域の形状を調整します。

Vote Gate Input, Sum(diagnostic output),
Analog Rate(for remote count rate meter), Analog Strobe,
Z-axis Blanking, Rate and Busy output.
1D/2D data switch selector on digitized options,
Switch-selectable front-panel meter monitors Count Rate,
Input Level(MCP Gain), and Dead-Time Loss %.

プリアンプ用ケーブル--3.3m(8ft.), XYZケーブル,
0.5m(18")プリアンプ入力ケーブル(RG188), ラックアダプター, 取扱説明書

110-120VAC, ±10%, 50-60Hz, 500Watts
Option07: 220-240 VAC,50-60Hz 250Watts.

プリアンプモジュール 51X127X178mm(2"H X 5"W X 7"D)
ラックユニット 133X432X560mm(5-1/4"H X 17"W X 18"D)
9kg(20lbs weight)
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2200シリーズデータ処理システム


2200シリーズは、1次元もしくは,2次元のPCベースのマルチチャンネルアナライザー (Multiparameter MCA)です。
コンピュータ:


積算用メモリー:
(2401Bに装着)





IO カード:

プロセッサー 286以上,EGA対応のカラーグラフィックスアダプタ/モニター,
IOカード(2401Bからデータを受けるための)用ISAバス1スロット

Model 2412A
 12ビットアドレス 1D‐4096チャンネル,
          2D- 6bit X 6bitイメージング
Model 2415B
 20ビットアドレス 1D-1,048,000チャンネル,
          2D- 10bit X 10bitイメージング

Model 2420B パラレルIOカード
11001A ケーブル(2401B 50ピンコネクターと2420Bカード接続用)
 

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