피코초 분해능의 시간 상관 단광자 계수 장치 구성 및 동작 특성

Construction and Performance Characterization of Time-correlated Single Photon Counting System having Picosecond Resolution

모드록킹된 피코초 레이저, 고속전자장치, 전자관형 광증배관 등을 사용하여, 피코초 분해능을 갖는 시간상관 단광자 계수 장치 및 시분해 스펙트럼 측정 장치를 제작하였다. 기기감음함수는 레이저의 펄스모양, 고속전자장치의 timing jitter 및 walk, 광증배관과 증폭기의 특성에 민감함을 보여주었다. 광학계의 분산등을 보정하여 25 ps의 반치폭을 갖는 기기감응함수를 얻었으며, 이와 같은 결과는 이 장치를 사용할 경우 deconvolution을 통하여 10 ps 이하의 분해능으로 피코초에서 마이크로초의 넓은 범위에 걸쳐서 여기상태 소멸시간의 측정이 가능함을 보여준다.

Picosecond time-correlated single photon counting system and time-resolved luminescence spectrometer were constructed, employing a mode-locked picosecond laser, fast electronics, and microchannel plate tube. It has been shown that the instrument response function critically depends on laser pulse shape, timing jitter and walk of the electronics, and characteristics of detector and amplifier. Correcting time dispersion in the optical system, the best instrument response function obtained appears to be 25 ps, which made it possible to measure the luminescence lifetime with less than 10 ps resolution in the picosecond to microsecond range. range.