TCSPC & 高分解能マルチチャンネルイベントタイマー HydraHarp 500

TCSPC & 高分解能マルチチャンネルイベントタイマー HydraHarp 500 とは

HydraHarp 500は、ピコ秒のタイミング精度を持つ高精度タイムタガーおよびTCSPC（時間相関単一光子計数）ユニットです。多彩なトリガー方式と複数のインターフェースを備え、多数の入力チャンネルと高いデータスループットを求められるアプリケーションに最適です。

HydraHarp 500は、最先端の研究アプリケーションの要件を満たすために、卓越した速度、精度、および柔軟性を統合しています。ハイスループットの実験に対応し、ピコ秒レベルのタイミング分解能を実現。さまざまなデバイス構成をサポートすることで、時間相関単一光子カウンティングとイベントタイミングにおける新基準を打ち立ています。高い信頼性とシームレスな統合のために設計されたHydraHarp 500は、量子光学や材料科学などの多様な分野で優れた性能を発揮し、厳しい環境下でも正確で再現性の高い結果を確実にします。

高分解能マルチチャンネルイベントタイマー TCSP HydraHarp 500の特長とメリット

シングル・チャンネルで2 ps RMS、チャンネル間で3ps RMSの
卓越したタイミング精度を実現
最先端の時間分解能1psを実現
高度なチャンネル構成で最大16+1チャンネルまで拡張可能
CFD（コンスタント・フラクション・ディストリミネーター）
またはエッジトリガーの選択が可能
USB 3.0およびeFPGAインターフェース経由の高速データリンクにより、
最大85Mcpsの持続的な時間タグ付けを実現
超短デッドタイム 680ps、チャンネル間のデッドタイムなし
多機能オンボード・イベント・フィルター搭載
マルチデバイス同期用のRef In/Ref Out/PPS In/White Rabbitインターフェースを装備
上級ユーザー向けのFPGA追加による性能向上の余地があります。
死角が少なく、より完全なデータセットを装備
デバイスを接続してチャンネルを追加/長距離測定が可能
より容易な実験セットアップを実現

HydraHarp500 の性能の詳細

卓越した時間分解能とタイミング精度

HydraHarp 500は1psのベース分解能、2ps RMS (シングルチャンネル)と3ps RMS (チャンネル間)のジッタ、そして< 680 psのデッドタイム)を実現した時間デジタルコンバータです。多くの最新の単一光子検出器の時間分解能と精度に妥協することなく、TCSPCのカウントレートの限界まで完全に利用することを可能にします。

柔軟なチャンネル構成と同期

HydraHarp 500は最大16個の同一検出チャンネルと同期チャンネルを装備しており、CFDとエッジトリガで4+1～8+1、またはエッジトリガのみで8+1～16+1のいずれかを入力と同期目的で選択でき、お客様のニーズに合わせて使用いただけます。

各入力チャンネルのタイミングオフセットを調整可能

HydraHarp 500は、入力チャンネルごとに65536のヒストグラムビンを提供し、1ビンあたり40億カウント（32ビット）以上を収集できます。各入力チャンネルには、1 psの分解能で±100 nsの範囲で調整可能なタイミングオフセット（遅延）が内蔵されています。この独自の機能により、さまざまな実験セットアップ用に特別に調整されたケーブル長やケーブルディレイが不要になります。

多機能オンボードイベントフィルタ

HydraHarp 500は、ユーザー定義可能なオンボードイベントフィルターを搭載しており、USBインターフェース経由で送信されるファイルサイズとデータ量を効率的に削減します。

外部FPGAボード用データインターフェース

複数の入力チャンネルでカウント・レートが高いアプリケーションでは、データの読み出し速度やコンピューターによるデータ処理速度が大きなボトルネックとなります。これは、コンピュータに送られるデータサイズを小さくすることで回避することが可能です。データの削減は、HydraHarp500のヒストグラムモードで行われ、コンピュータに送信されるTCSPCヒストグラムは、ハードウェア自体によって入力信号の到着時間から計算されます。

TCSPC & 高分解能マルチチャンネルイベントタイマー HydraHarp 500 ソフトウェア

GUI

PicoQuant HydraHarp500 uniharp_screenshot_product_image

HydraHarp 500は、パラメータ設定、結果表示、データ管理を行うためのWindowsソフトウェアパッケージと、高度な測定モードに対応したUniHarpソフトウェア（外部英文ページ）が付属しています。これにより、フォトニクス、ライフサイエンス、材料科学、量子光学の研究者は、データ取得と解析を効率的に行うことができます。

高速プログラミングのためのAPI

PicoQuant Hydraharp500 snapi_code_screenshot

HydraHarp 500は、Python用wrapperのsnAPIに対応しており、Pythonの柔軟性と使いやすさでPicoQuantのTCSPCと時間タグ付け用電子機器の高速機能を利用できます。snAPIは、シームレスな通信、効率的なデバイス設定、リアルタイムデータ処理を可能にし、カスタムアルゴリズムの作成やデータパイプラインの開発に役立ちます。高度なデータ収集・解析には、SymPhoTime（ライフサイエンス向け）とQuCoa（量子光学向け）のソフトウェアスイートも利用可能です。

フルプログラミングも可能

HydraHarp 500は、C、C#、LabVIEW、Matlab、Pythonなどのプログラミング言語をサポートする包括的なライブラリを提供しており、ユーザーは実験ニーズに合わせたカスタムソリューションを作成できます。デモコードも提供されているため、重要な機能にすぐにアクセスでき、簡単に使用を開始できます。

TCSPC & 高分解能マルチチャンネルイベントタイマー HydraHarp 500 仕様

HydraHarp 500データシート

	HydraHarp 500-S	HydraHarp 500-M
入力チャンネルと同期	全入力について、ソフトウェアで個別にCFDまたはエッジトリガを調整可能	全入力でエッジトリガ
検出器チャンネル数（同期入力に追加時）	HydraHarp 500-Sは4本（ベースモデル）、5～8本（ベースモデル＋チャンネルアップグレード）	HydraHarp 500-M 8本 (ベースモデル) ; 9-16本 (ベースモデル + チャンネルアップグレード)
入力電圧動作範囲（50Ωへのパルスピーク）	-1500 mV to 1500 mV
入力電圧最大範囲（ダメージレベル）	– 2000 mV to 3000 mV
トリガーエッジ	CFD：立ち下がりエッジ／エッジトリガ：立ち下がりまたは立ち上がりエッジ、ソフトウェアで調整可能
デジタルコンバーターへの時間
最小時間ビン幅	1 ps
タイミング精度*	3 ps rms 代表値.
タイミング精度 / √2*	2 ps rms 代表値.
デッドタイム	エッジ・トリガーで680ps、CFDで4.2ns
微分非直線性	< 6 % peak, < 0.9 % rms (全測定範囲)
最大同期レート（周期パルス列）	640 MHz
ヒストグラマー
カウント深度	32 bit (4 294 967 295 カウント)
時間ビンの最大数	65536 (経由 GUI), 524288 (経由 DLL)
TTTRエンジン
入力チャンネルあたりのピーク・カウント・レート	1.47 × 109 cps （バースト時間：1000イベントまで）
入力チャンネルあたりの持続カウント・レート**	80 Mcps
全入力チャネルの合計持続カウントレート**	85 Mcps
外部マーカー入力
入力数	4
外部同期
Ref IN	10 MHz, 100 MHz, or 500 MHz, 200 … 1500 mV p.p. ,50Ω; AC結合
Ref OUT	Default: 10 MHz,1000 mV,50Ω; DC結合

* タイミング精度を決定するためには、時間差を繰り返し測定し、その標準偏差（rms誤差）を計算する必要があります。これは、パルス発生器からの電気信号を分割し、2つの信号をそれぞれ別の入力チャンネルに供給することによって行われます。測定されたパルス到達時間の差は、対応する標準偏差とともに計算され、この後者の値が、タイミング精度を指定するために使用するrmsジッターです。しかし、このような時間差を計算するには、2回の時間測定が必要である。そのため、誤差伝播の法則に従い、先に計算した標準偏差を√(2)で割ることで、単一チャネルの実効誤差を求める。他の製品との比較のため、この単一チャンネル実効誤差もここに明記します。

** 持続スループットはホストPCの構成と性能に依存します。

HydraHarp500 アプリケーション

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