Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
8 (800) 775-38-88
Бесплатно по РФ
Санкт-Петербург
    ru en
    Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
    Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
    Квантовые технологии

    Решения для построения схемы времякоррелированного счёта одиночных фотонов для изучения люминесценции

    Каталог
    Описание
    Схема
    Компоненты

    Системы TCSPC относятся к области квантового однофотонного сенсинга и часто используются для изучения быстро затухающих и достаточно тусклых событий люминесценции тех или иных материалов. В зависимости от образцов и способов, которыми вызывается люминисценция, различают следующие некоторые их типы:

    • Фотолюминесценция
    • Хемилюминесценция
    • Сонолюминесценция
    • Радиолюминесценция
    • Биолюминцесценция и некоторые другие


    Коррелированный по времени счёт одиночных фотонов в приложении изучения люминесценции позволяет изучать зависимость интенсивности излучения от времени и строить накопительные гистограммы за счёт сравнивания времён прихода опорных электрических импульсов и однофотонных электроимпульсов.

    Детекторы маломощного излучения
    TCSPC электроника
    Лазеры и драйверы
    Оптические фильтры
    + Еще 1

    Детекторы маломощного излучения

    Для регистрации чрезвычайно слабоинтенсивного люминесцентного излучения используются детекторы одиночных фотонов (ДОФы) и лавинные фотоприёмники.
    В основе таких детекторов лежат лавинные фотодиоды, оптимизированные для работы в режиме Гейгера (SPADы). Принцип их работы заключается в регистрации образующегося электронного лавинного пробоя из-за инициировавшего этот пробой поглощённого фотона.
    Детекторы одиночных фотонов бывают как на видимый диапазон (материал Si), так и на ближний ИК (материал InGaAs или сверхпроводящие нанопроволоки SNSPD).

    На что обращать внимание при выборе таких детекторов? В первую очередь это:

    • Диапазон рабочих длин волн
    • Квантовая эффективность
    • Частота темнового счёта
    • Режим работы (стробируемый/gated/синхронный или free-running/асинхронный)
    • Тип детектора (компонент или модуль)


    Также имеет смысл обратить внимание на дополнительные опции:

    • Частотная полоса
    • Тип оптического ввода (волоконный или free-space)
    • Возможность регулирования квантовой эффективности и/или частоты темнового счёта
    • Частота стробирования (при наличии данной функции)
    Подходящие решения

    Решения для счёта фотонов видимой и ИК-областей:

    1 2.png SPAD с ТЕС (Mini Flat type)
    Диапазон длин волн 1100-1600 нм Квантовая эффективность до 70% 500/2000 Гц
    1 2.png SPAD с TEC (6 pin TO-8)
    Диапазон длин волн 1100-1600 нм Квантовая эффективность до 70% 500/2000 Гц
    3-removebg-preview.png SPAD без TEC (6 pin TO-46)
    Диапазон длин волн 1100-1600 нм Квантовая эффективность до 70% 2 кГц
    4.png Детектор фотонов IDQube
    Диапазон длин волн 900-1700 нм Квантовая эффективность до 25% Частота темнового счёта от 800 Гц
    5.png SNSPD детектор ID281
    Диапазон длин волн 400-2500 нм Квантовая эффективность до 90% Частота темнового счёта < 1 Гц
    6.png Детектор фотонов ID120
    Диапазон длин волн 350-1000 нм Квантовая эффективность до 80% Частота темнового счёта < 200 Гц
    7 8.png Лавинный фотоприёмник VIS
    Диапазон длин волн 400-1000 нм Полоса 1-1600 МГц Уровень шума в темноте -80 дБм
    7 8.png Лавинный фотоприёмник ИК
    Диапазон длин волн 950-1650 нм Полоса 1-1800 МГц Уровень шума в темноте -80 дБм

    TCSPC электроника

    После детектирования с электрических выходов фотоприёмников сигналы поступают на специальную синхронизирующую платформу, выполняющую сбор и предварительную обработку данных.

    При выборе платформы для TCSPC необходимо обращать внимание на:

    • Количество входных каналов
    • Джиттер
    • Частоту счёта и обработки
    • Мёртвое время

    Также немаловажно будет обратить внимание на:

    • Тип логики устройства
    • Скорость передачи сигнала на ПК
    • Величину вносимой задержки

    1-removebg-preview (1).png




    Подходящие решения


    2.png

    3.png

    Вам также понадобятся:
    Пассивные волоконные компоненты
    Элементы управления излучением

    Лазеры и драйверы

    В случае изучения фотолюминесценции, для генерации оптических импульсов используют лазерные диоды на драйверах или короткоимпульсные лазерные модули.

    Согласно закону Стокса, длина волны люминесцентного излучения больше длины волны возбуждающего света. Исключением является антистоксовая люминесценция, при которой фотон накачки поглощается уже возбуждённым атомом образца, из-за чего фотон люминесценции будет обладать большей энергией (и меньшей длиной волны) чем у поглощённого образцом фотоне накачки.

    При выборе таких лазеров необходимо обратить внимание следующие их основные характеристики:

    • Центральная длина волны
    • Частота следования импульсов и их длительность
    • Импульсная мощность излучения


    При выборе драйверов важно учитывать режим их работы, а именно:

    • Частоту следования импульсов
    • Длительностью импульсов
    • Конфигурацию посадочного места для диода
    Подходящие решения
    Рисунок1-removebg-preview.png  Синий лазерный диод FBPM-488-025-10-10-00-A, II-VI Длина волны 488 нм Мощность 25 мВт PM выход
    Без коннектора, FC/APC, FC/PC или SMA905 - по заказу 
     Рисунок2-removebg-preview.png Синий лазерный диод K445F03FNLLS-3.000W, BWT Длина волны 445 нм
    Мощность 3 Вт
    MMF выход
    Без коннектора
    Рисунок3-removebg-preview.png
    Активный лазер Nd: YAG с диодной накачкой STANDA-В10-TH, STANDA
    Длина волны 335 нм
    Энергия в импульсе 35-140 мкДж
    Free-space
    Рисунок4-removebg-preview.png
    Ультрафиолетовый лазер Poplar-355, Huaray
    Длина волны 355 нм
    Мощность 3, 5, 12 или 18 мВт
    Free-space
    Рисунок5-removebg-preview.png
    Микрочип лазер с пассивной модуляцией добротности
    Длина волны 236.5 нм  Пиковая мощность до 20/50 кВт (наносекундные), до 5 кВт (пикосекундные)
    Free-space
    Рисунок6-removebg-preview.png
    Импульсный диодный лазер PICOPOWER-LD
    Длина волны 375, 405, 450, 488 нм Пиковая мощность
    250-750 мВт
    Free-space
    Рисунок7-removebg-preview.png
    Драйвер для лазерных диодов QC2x1x6x, QDLaser
    Длина волны в зависимости от установленного диода
    Длительность импульса 50 пс
    Частота повторения одиночного импульса до 250 МГц 
    Рисунок8-removebg-preview.png
    Драйвер для лазерных диодов QC8x1x6x, QDLaser
    Длина волны в зависимости от установленного диода
    Длительность импульса
    50 пс
    Частота повторения одиночного импульса до 250 МГц



    Оптические фильтры

    Оптические фильтры часто используются в системах по изучению люминесценции в качестве компонента, выделяющего нужную спектральную полосу свечения и отсекающего различные фоновые засветки и/или ненужные для эксперимента гармоники.

    При выборе оптического фильтра необходимо обращать внимание в первую очередь на:

    • Спектральный(-е) диапазон(-ы) фильтрации
    • Тип крепления
    • Величина поглощения и отражения в максимумах пропускания

    Подходящие решения
    1-removebg-preview.png Многополосный фильтр FF01-CH2O-25 серии BrightLine®, Semrock Пропускание 11 пиков 380–480 нм (потимизирован для флоуресценции CH2O) Прозрачность >90% в пиках FWHM линий пропускания 4.7 нм
    2-removebg-preview.png Однополосный фильтр FF01-356/30 серии BrightLine®, Semrock Пропускание 341-371 нм Прозрачность >90% @ 356 нм Гарантированная минимальная ширина полосы 30 нм
    3-removebg-preview.png Дихроичный фильтр Di01-R325-25x36 серии BrightLine®, Semrock Пропускание >336 нм Прозрачность >90% @ 336-1200 нм
    Размер 25.2х35.6х1.1 мм
    4-removebg-preview.png Однополосный фильтр LD01-439/8 серии MaxDiode™, Semrock Пропускание 435-443 нм Прозрачность >90% @ 439 нм Гарантированная минимальная ширина полосы 8 нм
    5-removebg-preview.png Краевой длинноволновый фильтр FF01-300/LP-25 серии BrightLine®, Semrock Пропускание 308-420 нм Прозрачность >85% @ 308-420 нм Размер 25х5 мм