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よくあるご質問(フォトンカウンタ)

お客様から寄せられたフォトンカウンタシリーズに関するご質問の回答を掲載しています。

仕様に関するご質問

Q.信号のパルス幅は?
Q.浜松ホトニクス製のTTL出力のカウンティングモジュールならどれでも接続可能でしょうか?
Q.ゲート時間とは?
Q.時間的に連続して測定したいのですが、切れ目はありますか?
Q.SUC-100とSUC-200の違いは?
Q.外部電源は必要ですか?

原理に関するご質問

Q.波長が異なるフォトンでもどれも同じようにカウント出来ますか?
Q.信号電流のピーク値の大きさはカウント値に影響しますか?
Q.波長の感度が異なる場合、信号電流の違いでカウント値が変わりますか?
Q.同時に複数個のフォトンが入ることはありますか?
Q.同時に複数個のフォトンが入射しているか識別する方法は?


仕様に関するご質問

信号のパルス幅は?

最小パルス幅は5nsです。5ns以上のTTL信号であればカウントします。
※TTLとは Transistor Transistor Logic の略で、2.5V〜5V程度のパルス信号です。

浜松ホトニクス製のTTL出力のカウンティングモジュールならどれでも接続可能でしょうか?

TTL出力であれば、基本的に接続できます。
また、電源が+5Vで100mA以内であれば電源供給も可能です。

ゲート時間とは?

一定の時間毎に時間を区切ってフォトンカウントをするその時間の幅のことです。
例えば、1秒間フォトン数をカウントし、その値を その時間の代表値として記録します。

時間的に連続して測定したいのですが、切れ目はありますか?

ありません。
内部にカウンタが2個あり、1個がカウントしている間に片方はパソコンが読み取るという具合で、交互に読み取りを行っているため時間的な切れ目はなく、連続して測定できます。

SUC-100とSUC-200の違いは?

主に時間分解(ゲート時間)の違いです。
SUC-200は高速対応で、1μsまで対応します。さらに、SUC-200は外部の光チョッパー信号を受けます。
・時間分解 SUC-100:50μs〜60s 、SUC-200:1μs〜100μs

外部電源は必要ですか?

本体についてはUSBから供給される+5Vを使用しますので不要です。
フォトマル内蔵のカウンティングモジュールは+5Vタイプであればフォトンカウンターから供給できます。


原理に関するご質問

波長が異なるフォトンでもどれも同じようにカウント出来ますか?

カウント出来ます。
具体的には、
・400nmのフォトンが100個入射した場合は信号パルスが約20個
・600nmのフォトンが100個入射した場合は、信号パルスが約10個
という具合にカウントされます。この比率を検出素子(光電子増倍管)の量子効率と呼んでいます。
この信号パルスの大きさは多少のばらつきはありますがほぼ同じで、ノイズより大きいため回路的に信号のみを選別します。
結果的にはフォトンのエネルギーに対応したカウント値を確実に得ることが出来ます。

信号電流のピーク値の大きさはカウント値に影響しますか?

影響しません。
信号電流はパルス信号で現れ、大きさに関係なく「1パルス=1個」とカウントします。

波長別の感度が異なる場合、信号電流の違いでカウント値が変わりますか?

カウント値は変わりません。
フォトンレベルでは信号電流は直流的な信号ではなく、パルス信号です。
そのため、アナログ値ではなく入射されたフォトン数に比例してカウントされます。
フォトンのエネルギーが2倍あっても、1個のフォトンは1個のカウントとなります。
ただし、カウントされるフォトン数はその波長での量子効率がかかっています。
例えば100個のフォトンが入射しても、その波長の量子効率が20%であれば20個とカウントされます。

同時に複数個のフォトンが入ることはありますか?

同時に複数個のフォトンが入らない状態にして測定すると考え下さい。
同時に2個以上のフォトンが入射する場合はフォトンカウントが出来ない状態です。この状態はアナログ的な状態となります。
フォトンカウンタは微弱な光で測定することが大前提の装置です。
そのため、フォトンカウンティングを行う場合は微弱なパルス信号状態にする必要があります。

同時に複数個のフォトンが入射しているか識別する方法は?

フォトンカウンティング状態かアナログ状態か識別する方法と同じです。
具体的にはフォトンカウンティング測定の上限が10Mcpsとなります。そのため、これを越えるカウント値の場合はフォトンが同時に入射する確率が上がります。
このカウント値以下で測定すればフォトンカウンティング状態が成立しています。
ただし、カウント値が10Mcps以下であってもアナログ状態になっていて逆にカウント値が減少する場合もあります。
この状況を確認するには、検出素子の前に減光フィルタ(NDフィルタなど)例えば50%を入れ、カウント値が50%になればフォトンカウンティング状態であることが確認出来ます。
複数のフィルタで減光して、比例関係が確認出来ればフォトンカウンティング状態であると確認出来ます。
アナログ状態(フォトンが同時に複数入射される状態)の場合は、フィルタなどで減光しても比例関係が出ません。


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