TCSPC & 高スループットマルチチャンネルイベントタイマー MultiHarp 150

MultiHarp 150
高スループットマルチチャンネルイベントタイマー & TCSPC ユニット

※デモ機をご用意しています。お気軽にお問合せください。

4, 8, または 16 独立入力チャンネル
共通同期チャンネル (最大 1.2 GHz 同期レート)
最高持続データスループット
( 時間タグ付けモード 80 Mcps, ヒストグラムモード 180 Mcps )
記録的なデッドタイムチャンエルごと650 ps
チャンネル間のデッドタイム無
ホワイトラビット対応 TCSPCデバイス
カスタムプログラミング用ドライバーとデモコード
新: “P” バージョン5 ps 時間分解能

MultiHarp 150は使い易いプラグ&プレイのマルチチャンネルイベントタイマーで時間相関単一光子計数(TCSPC)機器です。極めて高速の信号処理はUSB3.0インターフェイスを介して優れたデータスループットをもたらします。MultiHArp 150はコンパクト、堅牢、信頼性のある機器でその高い品質は独特な5年限定保証に反映されています。M. Wahl らによって最近発行された論文。 (ArXiv のプレプリント) は、スペクトル分解された高速イメージングアプリケーションのベンチマークとアプリケーションの結果だけでなく、設計の特徴も紹介しています。

複数の入力チャンネル, 抜群の柔軟性

MultiHarp 150 は、4、8、または 16 の同一の検出チャネルを使用できます。これらは同期されていますが、独立しており、10 ps (P) または 80 ps (N) の基本分解能のいずれかです。各モデルは、1 つの共通同期入力も備えています。同期入力を含むすべてのチャンネルは、同時計数や同時計数などの検出器入力として使用できます。 MultiHarp 150 は、フォワードスタート/ストップ操作を使用して複数の検出器で TCSPC を実行するのにも理想的です。ここで、共通同期チャネルにより、励起光源との同期が可能になります。

高データスループットへの超短デッドタイム

スマートに設計されたタイミングの電子機器により、多くの最新の単一光子検出器の時間分解能を妥協することなく、時間相関単一光子カウントの計数率の限界を完全に活用できます。 650 ps の超短デッドタイムにより、最新のピコ秒パルスレーザー (PMA ハイブリッドシリーズの検出器が必要) によって達成可能な最高の繰り返し周波数でも、励起サイクルごとに複数の光子を検出できます。

各入力チャンネルごとタイミングオフセットが調整可能

各入力チャネルには、10 ps (P) または 80 ps (N) ステップで ±100 ns の範囲で調整可能な内部タイミングオフセットがあります。これにより、信号の遅延を補正するためにケーブルの長さを選択する必要がなくなり、実験セットアップのためのケーブル配線が大幅に簡素化されます。

時間タグ付け操作

MultiHarp 150 がサポートする Time-Tagged Time-Resolved (TTTR) モードは、検出された個々の光子イベントの関連するすべての時間とチャネルルーティング情報を記録します。この完全なデータセットを保存することにより、測定後のフォトンダイナミクスの最も包括的で洗練された分析が可能になります。最大 1,000,000 カウント/秒のカウントレ率で FCS 実験を監視するためのリアルタイムデータ相関器が搭載されています。さらに、MultiHarp 150 は、TTTR モードで操作する場合、スキャナーなどの他のハードウェアと同期できます。

ホワイトラビット対応イベントタイマー

ホワイトラビットは、サブナノ秒の精度と遠距離のデバイスの正確な同期を実現する、完全に決定論的なイーサネットベースのタイミングネットワークです。MultiHarp 150にはホワイトラビットインターフェースが搭載されているので、この新しい技術を使用しているセットアップにすぐに組み込むことができます。

仕様

モデル	MultiHarp 150 P	MultiHarp 150 N
入力チャンネルと同期	全入力で定電圧レベルトリガー、ソフトウェア調整可能	全入力で定電圧レベルトリガー、ソフトウェア調整可能
検出器チャンネル数	4（MultiHarp 150 4P）、8（MultiHarp 150 8P）、または16（MultiHarp 150 16P）	4（MultiHarp 150 4N）または8（MultiHarp 150 8N）
入力電圧動作範囲（50 Ωへのパルスピーク値）	-1200 mV 〜 1200 mV	-1200 mV 〜 1200 mV
入力電圧最大範囲（損傷レベル）	±2500 mV	±2500 mV
トリガーエッジ	立ち下がりまたは立ち上がりエッジ、ソフトウェア調整可能	立ち下がりまたは立ち上がりエッジ、ソフトウェア調整可能
トリガーパルス幅	> 0.4 ns（立ち上がり時間最大20 ns）	> 0.4 ns（立ち上がり時間最大20 ns）
時間デジタル変換器
タイムビン幅（調整可能）	5 ps、10 ps、20 ps、…、41943040 ps	80 ps、160 ps、320 ps、…、335544320 ps
タイミング精度 *	< 28 ps rms	< 85 ps rms
タイミング精度／√2 *	< 20 ps rms	< 60 ps rms
デッドタイム	< 650 ps（ソフトウェアにより最大160 nsまで1 nsステップで延長可能）	< 650 ps（ソフトウェアにより最大160 nsまで1 nsステップで延長可能）
各入力チャンネルの調整可能なプログラマブル時間オフセット	±100 ns、分解能5 ps	±100 ns、分解能80 ps
微分非線形性	< 5%（ピーク間）、< 1% rms（全測定範囲）	< 10%（ピーク間）、< 1% rms（全測定範囲）
最大同期レート（周期パルス列）	1.2 GHz	1.2 GHz
ヒストグラマー
カウント深度	32ビット（4,294,967,295カウント）	32ビット（4,294,967,295カウント）
フルスケール時間範囲	327 ns 〜 2.74 s	5.24 µs 〜 21.99 s
最大タイムビン数	65,536	65,536
入力チャンネルあたりピークカウントレート	1.5 × 10⁹ カウント/秒（2048イベント時）	1.5 × 10⁹ カウント/秒（2048イベント時）
全入力チャンネル合計の持続カウントレート **	166 × 10⁶ カウント/秒（4Pおよび8P）｜332 × 10⁶ カウント/秒（16P）	180 × 10⁶ カウント/秒
TTTRエンジン（TTTR Engine）
T2モード分解能	5 ps	80 ps
T3モード分解能	5 ps、10 ps、20 ps、…、41943040 ps	80 ps、160 ps、320 ps、…、335544320 ps
FiFoバッファ深度（レコード）	134,217,728イベント	134,217,728イベント
入力チャンネルあたりピークカウントレート	1.5 × 10⁹ カウント/秒（2048イベント時）	1.5 × 10⁹ カウント/秒（2048イベント時）
入力チャンネルあたり持続カウントレート **	78 × 10⁶ カウント/秒	78 × 10⁶ カウント/秒
全入力チャンネル合計の持続カウントレート **	80 × 10⁶ カウント/秒	80 × 10⁶ カウント/秒
FPGAデータインターフェース
スループット T2/T3	USB 3.0	「N」バージョンには含まれません
レイテンシ T2モード	4.5 µs 〜 5.0 µs
レイテンシ T3モード	4.5 µs 〜 5.5 µs
動作（Operation）
PCインターフェース	USB 3.0	USB 3.0
PC要件	デュアルコアCPU以上、CPUクロック2 GHz以上、メモリ4 GB以上	デュアルコアCPU以上、CPUクロック2 GHz以上、メモリ4 GB以上
OS	Windows 10/11	Windows 10/11
消費電力	< 50 W	< 50 W
動作環境	屋内使用のみ	屋内使用のみ
動作高度	海抜2000 mまで	海抜2000 mまで
外形寸法（Dimensions）
4または8検出器チャンネル仕様	脚・ハンドル込み 305 × 240 × 95 mm	脚・ハンドル込み 305 × 240 × 95 mm
16検出器チャンネル仕様	脚・ハンドル込み 305 × 350 × 95 mm	（利用不可）

^* タイミング精度を求めるには、同じ時間差を繰り返し測定し、その標準偏差（rms誤差）を算出する必要があります。これは、パルスジェネレーターからの電気信号を分岐し、それぞれを別々の入力チャンネルに入力することで行います。測定されたパルス到達時刻の差を、対応する標準偏差とともに算出します。この標準偏差の値がrmsジッターであり、これをタイミング精度として規定しています。ただし、この時間差の算出には2回の時間測定が必要です。したがって、誤差伝播の法則により、シングルチャンネルのrms誤差は、先に算出した標準偏差を√2で割ることで得られます。他製品との比較のため、このシングルチャンネルrms誤差もあわせて記載しています。
^** 持続スループットは、構成およびホストPCの性能に依存します。