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TCSPC 时间分辨率的世界纪录:bh SPC-150NX 与 SCONTEL NbN 探测器的组合产生 17.8 ps FWHM

我们介绍了一种超快 TCSPC 装置,它由一个 bh SPC-150NX TCSPC 模块和一个 SCONTEL 超导 NbN 探测器组成。整个系统的仪器响应函数(IRF)的半最大全宽为 17.8 ps。经测定,整个单光子定时抖动的有效值为 7.9 ps。为了测试时间分辨率,我们使用了双输出 AVESTA Project EFO-80 激光器。该激光器发射波长为 1560 nm、重复频率为 50 MHz 的亚 ps 脉冲。激光器的一个输出端通过快速光电二极管为 TCSPC 设备生成同步信号,另一个输出端通过光衰减器输入探测器。探测器发出的单光子脉冲经标准低噪声 GHz 带宽射频放大器放大后,输入 bh SPC-150NX TCSPC 模块的 “CFD “输入端。与常用的 SPC-150 相比,SPC-150NX 的鉴别器带宽高 4 倍,TAC 范围快 2 倍。最小时间通道宽度为 405 fs,电子 IRF 宽度为 3.6 ps FWHM。对于整个系统,包括激光器、探测器、参考光电二极管、光纤系统和 TCSPC 设备,我们获得了 17.8 ps FWHM 的 IRF,见下图左侧。在 5 分钟的时间内,该装置的定时漂移小于 1 ps,见下图右侧。更多信息,请参阅bh TCSPC 手册SCONTEL 超导纳米技术

右图:探测器-TCSPC 组合的仪器线性响应函数。使用 bh SPC-150NX TCSPC 模块记录,每通道时间为 405 飞秒。左图:蓝色和红色的两次独立记录,两次测量间隔 5 分钟。时间漂移小于 1 ps。

August 7, 2024

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