針對高速高靈敏度的光譜探測,濱松可以提供從元器件到儀器各個級別的產品,包含:(1)線陣多陽極光電倍增管器件。電流輸出;(2)線陣多陽極光電倍增管探測器模塊。在上述器件基礎上,集成了加高壓供電模塊及后端電路;電壓輸出或光子計數輸出;(3)光譜儀。在上述探測器模塊的基礎上集成了光學系統、光纖、信號采集模塊(可選,將電壓輸出轉化為數字信號)。
高速
在濱松線陣多陽極光電倍增管器件產品序列中,最高速的系列(H10515系列,H7260系列)可以做到0.6ns的上升時間。而對于線陣多陽極光電倍增管模塊,標準品均具有1MHz的高速響應能力,而且可以根據用戶需求定制更高速度的產品。
高靈敏度
光電倍增管(PMT)的靈敏度在常見光探測器中首屈一指(如圖1)。濱松提供的線陣多陽極光電倍增管增益在10^6-10^7之間,遠高于同樣經常用于光譜儀的EMCCD(一般在10^3左右)。濱松的線陣多陽極光電倍增管模塊輸出的是電壓信號,陽極靈敏度最高的型號(H11451-20)可以做到1.5 * 10^8 V/lm。

圖1. 常見光探測器的靈敏度與適用范圍
靈活的選型在光譜探測方案的選型中,需要關注以下信息:1. 光譜方面的信息,包括所使用激光器的波長;回波的強度、波段范圍、最關注的峰值波長等;2. 檢測速度相關信息,如回波信號脈寬,頻率等。一般而言,最終方案除了需要滿足檢測速度和探測波長的范圍,最好能夠避開所使用激光器的波長。
在檢測速度上,濱松可以提供高速探測器模塊的定制以及對應的信號采集模塊。
而在光譜方面,相關的選型主要涉及:(1)線陣多陽極光電倍增管,可選通道數和靈敏度曲線(如圖2);(2)光學系統中的閃耀光柵,可選線密度(groove density)和閃耀波長(如圖3)。

圖2. 濱松各系列線陣多陽極光電倍增管產品的光陰極靈敏度隨波長變化的曲線

圖3. 濱松A10766光學系統中可選的閃耀光柵具體參數
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原文標題:濱松高速高靈敏度光譜探測方案
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