制冷型單光子PMT探測器原理及優(yōu)勢

PMT是光電倍增管。它是一種真空器件，由光電發(fā)射陰極（光陰極）和聚焦電極、電子倍增極及電子收集極（陽極）等組成。典型的光電倍增管按入射光接收方式可分為端窗式和側(cè)窗式兩種類型。光電倍增管采用了二次發(fā)射倍增系統(tǒng)，所以在探測紫外、可見和近紅外區(qū)的輻射能量的光電探測器中，具有很高的靈敏度和極低的噪聲，響應(yīng)速度非?？斓膯吸c光探測器。

PMT核心原理就是通過把入射的光子轉(zhuǎn)化成電子，在電子倍增電場作用下進(jìn)行倍增放大，最后放大后的電子通過陽極收集后輸出。通過AD轉(zhuǎn)換器，信號可以通過示波器直接顯示。典型的光電倍增管按入射光接收方式可分為端窗式和側(cè)窗式兩種類型。主要應(yīng)用于光子計數(shù)、弱光探測、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光、極低能量射線探測、分光光度計、色度計、生化分析儀等設(shè)備中。

武漢東隆科技有限公司國內(nèi)du家代理的德國PicoQuant公司的制冷型單光子PMT探測器PMA-Hybrid系列是一種緊湊型單光子探測器，它內(nèi)含來自濱松的R10467型快速混合型光電倍增，以及珀爾帖制冷模塊用于降低暗計數(shù)。并擁有兩個信號輸出端口，一個負(fù)電平的NIM信號輸出端口，用于計時和計數(shù)。另一個模擬信號輸出端口，電平值為正值，可以連接到諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器等設(shè)備上。探測器由高壓供電模塊，帶有過載保護(hù)的前置放大器，和一個過曝保護(hù)快門組成。

• 計時分辨率<50ps(FWHM，根據(jù)陰極情況而定)

• 探測效率高45%(根據(jù)陰極情況而定)

• 自動過載保護(hù)

• 感應(yīng)區(qū)域直徑最大可達(dá)6mm

• 超低后脈沖效應(yīng)

• 模擬信號輸出端口，輸出正電平信號

• -07和-42型號，探測波長范圍220nm到870nm，探測效率高25%

常見應(yīng)用實例：

儀器響應(yīng)函數(shù)(IRF)

如上圖所示，展示了并三苯的乙醇溶液的熒光壽命衰減曲線，測量儀器使用的是FluoTime300熒光壽命光譜系統(tǒng)。激發(fā)光源為LDH - D - C - 375皮秒脈沖光源，波長為375 nm，重復(fù)頻率10MHz。曲線為單指數(shù)曲線，壽命為4.1 ns，殘差值非常理想。同時還可以看到紅色曲線，代表PMA Hybrid的時間響應(yīng)。分析軟件為EasyTau 2。

熒光相關(guān)光譜(FCS)

如上圖所示，展示了1nmol濃度下的ATTO 488溶液的FCS自相關(guān)曲線，測量儀器為MicroTime 200時間分辨共聚焦顯微鏡系統(tǒng)。激發(fā)光源為LDH - D - C - 485皮秒脈沖光源，波長為485 nm。從曲線中看出，前端并沒有突起部分，證明探測器的后脈沖效應(yīng)極低。數(shù)據(jù)分析采用的是SymPhoTime 64。

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