Spettrofluorimetro FPC-TDC conteggio dei primi fotoni

Descrizione

Lo strumento è stato progettato per esplorare il decadimento della fluorescenza di campioni poco luminosi. Poiché la scala temporale tipica del fenomeno della fluorescenza è dell'ordine di 10^-8 s, è necessario un setup molto più veloce per osservare un processo così rapido. Il campione esaminato viene eccitato con un impulso laser a picosecondi. Dopo la diseccitazione, il sistema misura il tempo di volo di un singolo fotone emesso dal campione. Il fotone attraversa il monocromatore e raggiunge il fotomoltiplicatore. La statistica dei tempi di volo valutati per ciascun fotone catturato ricostruisce la forma dell'impulso di fluorescenza indotto nel campione.
Un requisito fondamentale per le prestazioni dello spettrofluorimetro FPC-TDC è la bassa probabilità (<10% per impulso) che il fotone raggiunga il rivelatore. Pertanto, lo strumento è impareggiabile nell'analisi di materiali con una bassa resa di fluorescenza. Il sistema è adatto per esaminare campioni elettrochimici.

Quantità misurate dallo strumento:

Tempo di decadimento della fluorescenza in relazione alla lunghezza d'onda della luce e al potenziale di polarizzazione (nel caso di campioni elettrochimici),
Spettro di fluorescenza emissivo,
Caratteristiche I-V,
Potenziale di circuito aperto (OCP),
Corrente che attraversa il campione.

Moduli dello spettrofluorimetro
Il sistema è composto da:

Camera del campione,
Laser a picosecondi,
Monocromatore per le gamme UV, VIS e IR,
Fotomoltiplicatore,
Potenziostato,
Cuvetta elettrochimica con elettrodo di platino ed elettrodo di riferimento Ag/AgCl,
Convertitore tempo-digitale.

Interno della camera del campione

Percorso ottico del raggio laser e della luce di fluorescenza del campione

 

 

Specificazioni

Laser a picosecondi
Lunghezze d'onda: 405 nm, 450-460 nm, 630-640 nm,
Semilarghezza della durata dell'impulso: 150 ÷ 200 ps,
Frequenza massima di ripetizione dell'impulso: 1 MHz,
Potenza luminosa di un impulso: 60 mW,
Tipo di trigger: TTL fino a 1 MHz,
Alimentazione: 12 VDC,

Monocromatore
Gamma spettrale: 200 ÷ 1200 nm,
Fenditure motorizzate, controllate via software,
Campo di apertura delle fenditure di ingresso e di uscita: 0 ÷ 5 mm,
Otturatore interno motorizzato che garantisce l'interruzione totale del fascio di luce, controllato via software,

Fotomoltiplicatore

R4998 Hammamatsu

 Intervallo di tensione anodo-catodo: fino a 2500 V,
 Gamma spettrale: 300 ÷ 650 nm,
Spread del tempo di transito (FWHM): 160 ps,
Tempo di salita: 0,7 ns.
Convertitore tempo-digitale
Risoluzione temporale: 27 ps,
Tempo massimo di misurazione: 500 ns,
Canale di riferimento aggiuntivo per la minimizzazione del jitter laser,
Massima velocità d'impulso:
- 500 kHz per 2 canali di misura: campione e riferimento,
- 1 MHz per la misurazione di 1 canale,
Frequenza di trigger interna: 1 kHz ÷ 1 MHz),
Modalità di trigger esterno, ingresso TTL,

Potenziostato
Intervallo di potenziale di bias: -5 V ÷ 5 V,
Intervalli di corrente: 10 nA, 100 nA, 1 µA, 10 µA, 100 µA, 1 mA, 10 mA,
Risoluzione di corrente: da 1 pA a 100 nA (in funzione dell'intervallo),

Controllore
Collegamento con il PC: tramite USB 2.0,
Presa RS485 per il controllo dei dispositivi,