JP2000275101A - Apparatus and method for measuring light - Google Patents

Apparatus and method for measuring light

Info

Publication number
JP2000275101A
JP2000275101A JP11083842A JP8384299A JP2000275101A JP 2000275101 A JP2000275101 A JP 2000275101A JP 11083842 A JP11083842 A JP 11083842A JP 8384299 A JP8384299 A JP 8384299A JP 2000275101 A JP2000275101 A JP 2000275101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photon
photons
output
time signal
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11083842A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motohiro Suyama
本比呂 須山
Katsuhiko Kawai
克彦 河合
Tetsuya Morita
哲家 森田
Koichiro Oba
弘一郎 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP11083842A priority Critical patent/JP2000275101A/en
Publication of JP2000275101A publication Critical patent/JP2000275101A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for measuring for a long time a light capable of measuring 'when and how many photons' come. SOLUTION: The apparatus 10 for measuring light comprises a photon detector 12 for detecting incident photon, a time signal output unit 14 for outputting a time signal, and a storage unit 16 for storing the time signal output from the unit 14 when the photon has been detected by the detector 12. The detector 12 has an HPD 24 having a photoelectric surface 24a and an APD 24b, a TZ amplifier 26, a peak holding circuit 28, and an A-D converter 30. The unit 14 has a timer 32 and a counter 34. The unit 16 has a comparator 36 and a memory 38. When the photon is incident on the HPD 24, a trigger signal is output from the comparator 36, and number of the photons output from the converter 30 and time information output from the counter 34 are stored in the memory 38.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光計測装置及び光
計測方法に関するものであり、特に、光子を検出する光
計測装置及び光計測方法に関するものである。
The present invention relates to an optical measurement device and an optical measurement method, and more particularly to an optical measurement device and an optical measurement method for detecting photons.

【0002】[0002]

【従来の技術】昨今の光技術の発展に伴い、光は、光通
信、光センシング、光コンピュータといった様々な分野
に利用されており、今後も、利用分野がより一層広範囲
となることは、疑う余地もない。かかる状況の中で、
「光を測る」ということが極めて重要となっている。
「光を測る」ための道具としては、例えば、光電子増倍
管などが広く知られている。かかる光電子増倍管によれ
ば、光電子増倍作用により、微弱な光をも効率よく検出
することができる。
2. Description of the Related Art With the development of optical technology in recent years, light is used in various fields such as optical communication, optical sensing, and optical computers, and it is doubtful that the field of application will be further expanded in the future. There is no room. In such a situation,
"Measuring light" is extremely important.
As a tool for "measuring light", for example, a photomultiplier tube is widely known. According to such a photomultiplier, even weak light can be efficiently detected by the photomultiplier effect.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、今後、光の新
たな利用分野を広げていくにあたっては、「光子がい
つ、いくつ来た」というように、光を時空間において光
子レベルで測ることが極めて重要となる。これに対し、
上記光電子増倍管をはじめとする従来の「光を測る」た
めの道具(方法)は、光を時空間において光子レベルで
測定するための道具ではない。
However, in expanding a new field of use of light in the future, it is necessary to measure light at the photon level in time and space, such as "when and how many photons came". It is extremely important. In contrast,
Conventional tools (methods) for "measuring light" including the photomultiplier tube are not tools for measuring light at the photon level in space and time.

【0004】一方、光を時空間において光子レベルで測
定するために、例えば、光を光子レベルで検出できるア
バランシェフォトダイオードからの出力をデジタルオシ
ロスコープで観察するという手法も考えられるが、デジ
タルオシロスコープは本来、光子を検出するためのもの
ではないため、必要以上の分解能を有し、その分測定で
きる時間幅が極端に制限されてしまうという問題点があ
る。
On the other hand, in order to measure light at the photon level in space and time, for example, a method of observing the output from an avalanche photodiode capable of detecting light at the photon level with a digital oscilloscope is conceivable. However, since it is not for detecting photons, there is a problem in that it has an unnecessarily high resolution and the time width in which measurement can be performed is extremely limited.

【0005】そこで本発明は、上記問題点を解決し、
「光子がいつ来たか」あるいは「光子がいくつ来たか」
を長時間にわたり計測することができる光計測装置及び
光計測方法を提供すること課題とする。
Therefore, the present invention solves the above problems,
"When did photons come?" Or "How many photons came?"
It is an object of the present invention to provide an optical measurement device and an optical measurement method that can measure the distance over a long period of time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光計測装置は、入射する光子を検出する光
子検出手段と、時間信号を出力する時間信号出力手段
と、光子検出手段によって光子を検出したときに、時間
信号出力手段から出力された時間信号を格納する格納手
段とを備えたことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical measuring device according to the present invention comprises a photon detecting means for detecting an incident photon, a time signal outputting means for outputting a time signal, and a photon detecting means. Storage means for storing a time signal output from the time signal output means when a photon is detected by the control means.

【0007】光子検出手段によって光子を検出したとき
に、時間信号出力手段から出力された時間信号を格納す
ることで、「光子がいつ来たか」を計測することができ
る。一方、光子検出手段によって光子を検出しないとき
は、格納手段に何ら情報を格納しないため、格納手段に
格納されるデータ量は極めて小さい。
When a photon is detected by the photon detection means, the time signal output from the time signal output means is stored, so that "when the photon came" can be measured. On the other hand, when no photons are detected by the photon detection means, no information is stored in the storage means, and the amount of data stored in the storage means is extremely small.

【0008】また、本発明の光計測装置においては、光
子検出手段は、入射する光子の数を検出し、格納手段
は、光子検出手段によって光子を検出したときに、光子
検出手段によって検出した光子の数と、時間信号出力手
段から出力された時間信号を格納することを特徴として
もよい。
In the optical measuring apparatus according to the present invention, the photon detecting means detects the number of incident photons, and the storing means detects the photons detected by the photon detecting means when the photons are detected by the photon detecting means. And the time signal output from the time signal output means may be stored.

【0009】光子検出手段によって光子を検出したとき
に、光子検出手段によって検出した光子の数と、時間信
号出力手段から出力された時間信号を格納することで、
「光子がいつ、いくつ来たか」を計測することができ
る。一方、光子検出手段によって光子を検出しないとき
は、格納手段により何ら情報を格納しないため、格納さ
れるデータ量は極めて小さい。
When a photon is detected by the photon detecting means, the number of photons detected by the photon detecting means and the time signal output from the time signal output means are stored.
"When and how many photons came" can be measured. On the other hand, when no photons are detected by the photon detection means, no information is stored by the storage means, so that the amount of stored data is extremely small.

【0010】また、本発明の光計測装置においては、光
子検出手段は、A/D変換器を有し、A/D変換器は、
入射する光子の数をデジタル値として出力することを特
徴としてもよい。
Further, in the optical measuring device of the present invention, the photon detecting means has an A / D converter, and the A / D converter is
The number of incident photons may be output as a digital value.

【0011】入射する光子の数をデジタル値として出力
することで、光子検出手段から出力される信号を直接、
格納手段によって格納することができる。
By outputting the number of incident photons as a digital value, the signal output from the photon detecting means can be directly
It can be stored by storage means.

【0012】また、本発明の光計測装置においては、光
子検出手段は、入射する光子の数に応じた光電子を放出
する光電面と、光電面から放出された光電子を加速する
加速手段と、加速手段によって加速された光電子を入射
させ、光電子の数に応じた出力信号を出力する半導体光
検出器とを備えたことを特徴とすることが好適である。
Further, in the optical measuring device of the present invention, the photon detecting means includes: a photocathode for emitting photoelectrons according to the number of incident photons; an accelerating means for accelerating the photoelectrons emitted from the photocathode; It is preferable that the semiconductor device further includes a semiconductor photodetector that makes photoelectrons accelerated by the means incident thereon and outputs an output signal corresponding to the number of photoelectrons.

【0013】上記光電面、加速手段及び半導体光検出器
を備えた光子検出手段を用いることで、同時(あるいは
極めて近いタイミング)に入射する光子の数を効率よく
検出することができる。
The number of photons incident simultaneously (or at a very close timing) can be efficiently detected by using the photon detecting means provided with the photocathode, the accelerating means and the semiconductor photodetector.

【0014】また、本発明の光計測装置においては、半
導体光検出器は、アバランシェフォトダイオードである
ことを特徴とすることが好適である。
[0014] In the optical measuring apparatus of the present invention, it is preferable that the semiconductor photodetector is an avalanche photodiode.

【0015】また、上記課題を解決するために、本発明
の光計測方法は、入射する光子を検出する光子検出工程
と、時間信号を出力する時間信号出力工程と、光子検出
工程によって光子を検出したときに、時間信号出力工程
によって出力された時間信号を格納する格納工程とを備
えたことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a photometric method comprising: a photon detecting step for detecting an incident photon; a time signal outputting step for outputting a time signal; and a photon detecting step. And a storing step of storing the time signal output in the time signal output step.

【0016】光子検出工程において光子を検出したとき
に、時間信号出力工程において出力された時間信号を格
納することで、「光子がいつ来たか」を計測することが
できる。一方、光子検出工程において光子を検出しない
ときは、格納工程において何ら情報を格納しないため、
格納されるデータ量は極めて小さい。
By storing the time signal output in the time signal output step when a photon is detected in the photon detection step, "when the photon has come" can be measured. On the other hand, when no photons are detected in the photon detection step, no information is stored in the storage step,
The amount of data stored is extremely small.

【0017】また、本発明の光計測方法においては、前
記光子検出工程は、入射する複数の光子を分離して検出
し、格納工程は、光子検出工程によって光子を検出した
ときに、光子検出工程によって検出した光子の数と、時
間信号出力工程によって出力された時間信号を格納する
ことを特徴としてもよい。
Further, in the optical measurement method of the present invention, the photon detecting step separates and detects a plurality of incident photons, and the storing step includes the steps of: detecting a photon in the photon detecting step; And storing the number of photons detected by the time signal and the time signal output in the time signal output step.

【0018】光子検出工程において光子を検出したとき
に、光子検出工程において検出した光子の数と、時間信
号出力工程において出力された時間信号を格納すること
で、「光子がいつ、いくつ来たか」を計測することがで
きる。一方、光子検出工程において光子を検出しないと
きは、格納工程において何ら情報を格納しないため、格
納されるデータ量は極めて小さい。
By storing the number of photons detected in the photon detection step and the time signal output in the time signal output step when a photon is detected in the photon detection step, "when and how many photons came" Can be measured. On the other hand, when no photons are detected in the photon detection step, no information is stored in the storage step, and thus the amount of stored data is extremely small.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態に係る光
計測装置について、図面を参照して説明する。まず、本
実施形態に係る光計測装置の構成について説明する。図
1は本実施形態に係る光計測装置の構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical measuring device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the optical measurement device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical measurement device according to the present embodiment.

【0020】本実施形態にかかる光計測装置10は、入
射する光子を検出する光子検出部12(光子検出手
段)、時間信号を出力する時間信号出力部14(時間信
号出力手段)、光子検出部12によって光子を検出した
ときに時間信号出力部14から出力された時間信号を格
納する格納部16(格納手段)、装置全体の制御を行う
CPU18、設定値等を格納する外部メモリ20及び測
定結果等を表示する表示部22を備えて構成される。以
下、各構成要素について詳細に説明する。
The light measuring device 10 according to the present embodiment includes a photon detector 12 (photon detector) for detecting an incident photon, a time signal output unit 14 (time signal output unit) for outputting a time signal, and a photon detector. A storage unit 16 (storage means) for storing a time signal output from the time signal output unit 14 when a photon is detected by the unit 12, a CPU 18 for controlling the entire apparatus, an external memory 20 for storing set values and the like, and a measurement result And the like. Hereinafter, each component will be described in detail.

【0021】光子検出部12は、ハイブリッドフォトデ
ィテクタ(以下、HPD24という)、トランスインピ
ーダンスアンプ(以下、TZアンプ26という)、ピー
クホールド回路28及びA/D変換器30を備えて構成
される。
The photon detector 12 includes a hybrid photodetector (hereinafter referred to as HPD 24), a transimpedance amplifier (hereinafter referred to as TZ amplifier 26), a peak hold circuit 28, and an A / D converter 30.

【0022】HPD24は、入射する光子の数に応じた
光電子を放出する光電面24aと光電面24aから放出
された光電子の数に応じた出力信号を出力する半導体光
検出器であるアバランシェフォトダイオード(以下、A
PD24bという)とを、真空筐体24c内に対向配置
して構成されている。ここで、光電面24aには、高圧
電源24d(加速手段)によって負の高電圧(例えば−
8kV)が印加されており、APD24bのアノード−
カソード間には、バイアス回路24eによって逆バイア
ス電圧(例えば+150V)が印加されている。また、
HPD24には、図示しない電子レンズ部が設けられて
おり、光電面24aから放出された光電子を効率よくA
PD24bに入射させることができるようになってい
る。
The HPD 24 is an avalanche photodiode (avalanche photodiode) which is a semiconductor photodetector which outputs a photocathode 24a for emitting photoelectrons corresponding to the number of incident photons and an output signal corresponding to the number of photoelectrons emitted from the photocathode 24a. Hereinafter, A
PD 24b) in the vacuum housing 24c. Here, a negative high voltage (for example, −
8 kV) is applied and the anode of the APD 24b is
A reverse bias voltage (for example, +150 V) is applied between the cathodes by a bias circuit 24e. Also,
The HPD 24 is provided with an electronic lens unit (not shown), and efficiently converts photoelectrons emitted from the photocathode 24a to A.
The light can be incident on the PD 24b.

【0023】光電面24aに光子が入射すると、光電面
24aからは入射した光子の数に応じた光電子が放出さ
れる。かかる光電子は電界の作用によって加速され、電
子レンズ部の作用によって収束されてAPD24bに入
射する。APD24bに入射した光電子は、そのエネル
ギーを失う際に多数の正孔−電子対を生成し、これが初
段の増倍率になる。初段の増倍率は、電子の加速電圧
(光電面に印加した電圧)に依存し、かかる電圧が−8
kVの場合で約1200となる。その後、電子はさらに
50倍程度にアバランシェ増倍する。その結果、APD
24b全体で約60000倍のゲインが得られる。ここ
で、初段の増倍率が約1200と極めて大きいことか
ら、APD24bを用いたHPD24の増倍ゆらぎは極
めて小さい。従って、HPD24を用いることにより、
図2に示すマルチフォトンに対する出力波高分布図から
わかるように、入射した光子がいくつであるかを区別し
て検出することができる。ここで、図2は、光電面24
aの印加電圧を−8kV、APD24bの逆バイアス電
圧を+150Vとし、オルテック社の型番142Aのプ
リアンプを用いて測定した結果である。また、HPD2
4のゲインが約60000となることと、HPD24か
らの1電子に対応する出力波形の半値幅(FWHM)が
約2nsとなることを考慮すると、HPD24から出力
される電流のピーク値は、1光子あたり約5μAとなる
(尚、簡単のため、光−電子変換効率は100%として
いる)。
When photons enter the photocathode 24a, photoelectrons corresponding to the number of incident photons are emitted from the photocathode 24a. The photoelectrons are accelerated by the action of the electric field, converged by the action of the electron lens, and enter the APD 24b. When the photoelectrons incident on the APD 24b lose their energy, they generate a large number of hole-electron pairs, and this becomes the first-stage multiplication factor. The first stage multiplication factor depends on the electron acceleration voltage (voltage applied to the photocathode), and the voltage is −8.
It becomes about 1200 in the case of kV. Thereafter, the electrons are further avalanche-multiplied by about 50 times. As a result, APD
A gain of about 60000 times is obtained for the entire 24b. Here, since the multiplication factor of the first stage is as large as about 1200, the multiplication fluctuation of the HPD 24 using the APD 24b is extremely small. Therefore, by using HPD24,
As can be seen from the output wave height distribution diagram for the multiphoton shown in FIG. 2, it is possible to distinguish and detect the number of incident photons. Here, FIG.
The measurement results were obtained by using a preamplifier of Model No. 142A manufactured by Oltech Co., with the applied voltage of a set to −8 kV and the reverse bias voltage of the APD 24b set to +150 V. Also, HPD2
Considering that the gain of No. 4 is about 60000 and the full width at half maximum (FWHM) of the output waveform corresponding to one electron from HPD 24 is about 2 ns, the peak value of the current output from HPD 24 is one photon. 5 μA per unit (for simplicity, the photo-electron conversion efficiency is 100%).

【0024】TZアンプ26は、HPD24のAPD2
4bから出力された電流信号を増幅するとともに、電圧
に変換して出力する電流電圧変換回路である。かかるT
Zアンプ26としては、1μAを50mV程度に増幅す
る増幅率を有し、300MHz程度の帯域を有すること
が好ましく、例えばMiteq社のAU−1494−3
00(商品名)等が好適である。ここで、上記増幅率に
より、TZアンプ26から出力される電圧のピーク値
は、1光子あたり約0.25Vとなる。
The TZ amplifier 26 is connected to the APD 2 of the HPD 24.
This is a current-to-voltage conversion circuit that amplifies the current signal output from 4b, converts it into a voltage, and outputs it. Such T
The Z amplifier 26 preferably has an amplification factor of amplifying 1 μA to about 50 mV and has a band of about 300 MHz. For example, AU-1494-3 manufactured by Miteq Corporation
00 (product name) or the like is preferable. Here, the peak value of the voltage output from the TZ amplifier 26 is about 0.25 V per photon due to the amplification factor.

【0025】ピークホールド回路28は、TZアンプ2
6からの出力信号のピーク値を一定期間保持して出力す
る。尚、ピークホールド回路28から出力されるピーク
値は、時間信号出力部14からのリセット信号を受けて
リセットされる。
The peak hold circuit 28 includes a TZ amplifier 2
6 is output while holding the peak value of the output signal for a certain period. The peak value output from the peak hold circuit 28 is reset by receiving a reset signal from the time signal output unit 14.

【0026】A/D変換器30は、格納部16からのト
リガ信号を受けて、ピークホールド回路28から出力さ
れる信号をA/D変換して出力する。その際、入射する
光子の数をデジタル値として出力するように分解能が調
節されている。より具体的には、入力レンジ(0〜1
V)を4階調に分割し、入力電圧が0.125V〜0.
375Vの場合はデジタル値”1”、入力電圧が0.3
75V〜0.625Vの場合はデジタル値”2”、入力
電圧が0.625V〜0.875Vの場合はデジタル
値”3”、入力電圧が0.875V以上の場合はデジタ
ル値”4”を出力する。分解能をこのように調節するこ
とで、HPD24に1つの光子が入射した場合はデジタ
ル値”1”、2つの光子が入射したときはデジタル値”
2”、3つの光子が入射したときはデジタル値”3”、
4つの光子が入射したときはデジタル値”4”がそれぞ
れA/D変換器30から出力される。
The A / D converter 30 receives the trigger signal from the storage unit 16 and A / D converts the signal output from the peak hold circuit 28 and outputs it. At this time, the resolution is adjusted so that the number of incident photons is output as a digital value. More specifically, the input range (0 to 1
V) is divided into four gradations, and the input voltage is from 0.125 V to 0.
In the case of 375V, the digital value is "1" and the input voltage is 0.3
A digital value "2" is output when the input voltage is 75V to 0.625V, a digital value "3" is output when the input voltage is 0.625V to 0.875V, and a digital value "4" is output when the input voltage is 0.875V or more. I do. By adjusting the resolution in this way, the digital value “1” when one photon enters the HPD 24 and the digital value when two photons enter ”
When 2 "and 3 photons enter, the digital value is" 3 ",
When four photons enter, the digital value “4” is output from the A / D converter 30.

【0027】時間信号出力部14は、タイマ32とカウ
ンタ34を備えて構成される。タイマ32は、一定周期
(例えば5ns)毎にパルス信号を生成し、出力する。
カウンタ34は、タイマ32からパルス信号をうけ、一
定周期(例えば5ns)毎にピークホールド回路28に
リセット信号を出力する。また、カウンタ34は、タイ
マ32から受けたパルス信号をカウントし、そのカウン
ト値にパルス信号の周期(例えば5ns)を乗じたもの
を時間信号として格納部16に対して出力する。ここ
で、タイマ32が発生するパルス信号の周期は、光計測
装置10の時間分解能を決定する点で、精度向上のため
にはできるだけ短くすることが好ましいが、HPD24
から出力される1光子の応答波形が有する時間幅よりも
大きくすることが好ましい。パルス信号の周期が1光子
の応答波形よりも短い場合は、1光子を複数回計測して
しまうことがあるからである。また、カウンタ34は、
計測開始時等に、CPU18からのリセット信号によっ
てリセットされる。
The time signal output section 14 includes a timer 32 and a counter 34. The timer 32 generates and outputs a pulse signal at regular intervals (for example, every 5 ns).
The counter 34 receives a pulse signal from the timer 32 and outputs a reset signal to the peak hold circuit 28 at regular intervals (for example, 5 ns). The counter 34 counts the pulse signal received from the timer 32 and outputs a value obtained by multiplying the count value by a period (for example, 5 ns) of the pulse signal to the storage unit 16 as a time signal. Here, the cycle of the pulse signal generated by the timer 32 is preferably set as short as possible to improve the accuracy in terms of determining the time resolution of the optical measurement device 10.
It is preferable to make the time width larger than the time width of the response waveform of one photon output from the photon. This is because if the cycle of the pulse signal is shorter than the response waveform of one photon, one photon may be measured several times. Also, the counter 34
It is reset by a reset signal from the CPU 18 at the start of measurement or the like.

【0028】格納部16は、比較器36とメモリ38を
備えて構成される。比較器36の+側入力端にはピーク
ホールド回路28からの出力信号が入力されており、−
側入力端には基準電圧が入力されている。ここで、上記
基準電圧は、ピークホールド回路28の出力において1
光子に相当する電圧(0.25V)よりも低い0.13
Vに設定されている。また、比較器36の出力は、トリ
ガ信号としてA/D変換器30及びメモリ38に出力さ
れる。
The storage section 16 includes a comparator 36 and a memory 38. The output signal from the peak hold circuit 28 is input to the + input terminal of the comparator 36,
The reference voltage is input to the side input terminal. Here, the reference voltage is 1 at the output of the peak hold circuit 28.
0.13 lower than the voltage (0.25 V) corresponding to photons
V is set. The output of the comparator 36 is output to the A / D converter 30 and the memory 38 as a trigger signal.

【0029】メモリ38は、比較器36からトリガ信号
を受けたタイミングで、A/D変換器30から出力され
た出力信号とカウンタ34から出力された時間信号を格
納する。
The memory 38 stores the output signal output from the A / D converter 30 and the time signal output from the counter 34 at the timing when the trigger signal is received from the comparator 36.

【0030】上記構成による格納部16の動作は以下の
通りである。すなわち、HPD24に光子が入射してい
ない間は、比較器36からトリガ信号が出力されないた
め、メモリ38へのデータの格納は行われない。これに
対して、HPD24に光子が入射した場合は、比較器3
6からA/D変換器30及びメモリ38に対してトリガ
信号が出力される。この場合、A/D変換器30から光
子数がデジタル値として出力されてメモリ38に格納さ
れるとともに、カウンタから出力された時間信号もメモ
リ38に格納される。
The operation of the storage unit 16 having the above configuration is as follows. That is, while no photon is incident on the HPD 24, no trigger signal is output from the comparator 36, so that data is not stored in the memory 38. On the other hand, when a photon enters the HPD 24, the comparator 3
6 outputs a trigger signal to the A / D converter 30 and the memory 38. In this case, the number of photons is output as a digital value from the A / D converter 30 and stored in the memory 38, and the time signal output from the counter is also stored in the memory 38.

【0031】続いて、本実施形態にかかる光計測装置の
動作について説明し、併せて、本発明の光計測方法につ
いて説明する。図3は、本実施形態にかかる光計測装置
の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、図
3(a)に示すように、計測開始時刻(t=0)から2
8ns後に2個の光子、57ns後に1個の光子、88
ns後に1個の光子、103ns後に3個の光子がHP
D24に入射した場合について考える。計測を開始する
と、まず、CPU18からカウンタ34に対してリセッ
ト信号が出力され、カウンタ34がリセットされる。ま
た、カウンタ34のリセットに伴い、タイマ32から受
けたパルス信号をカウントが開始される。
Next, the operation of the optical measurement device according to the present embodiment will be described, and the optical measurement method of the present invention will be described. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the optical measurement device according to the present embodiment. Here, as shown in FIG. 3 (a), two minutes after the measurement start time (t = 0)
Two photons after 8 ns, one photon after 57 ns, 88
One photon after ns, three photons after 103 ns
Consider the case where the light enters D24. When the measurement is started, first, a reset signal is output from the CPU 18 to the counter 34, and the counter 34 is reset. Further, with the reset of the counter 34, counting of the pulse signal received from the timer 32 is started.

【0032】ここで、HPD24によって光子が検出さ
れるまで、すなわち、計測開始から28ns後までは、
HPD24の出力、TZアンプ26の出力が小さく、ピ
ークホールド回路28の出力が基準電圧を超えないた
め、比較器36からはトリガ信号が出力されずメモリ3
8へのデータ格納は行われない。
Here, until a photon is detected by the HPD 24, that is, until 28 ns after the start of measurement,
Since the output of the HPD 24 and the output of the TZ amplifier 26 are small and the output of the peak hold circuit 28 does not exceed the reference voltage, no trigger signal is output from the comparator 36 and the memory 3
8 is not stored.

【0033】これに対して、計測開始時刻から28ns
後に、HPD24に2個の光子が入射すると、光電面2
4aから光電子が放出され、APD24bによって電子
増倍がなされる。HPD24から出力された電流は、T
Zアンプ26によって電圧に変換され、図3(b)に示
すように2光子に相当する約0.5Vの電圧が出力され
る。
On the other hand, 28 ns from the measurement start time
Later, when two photons enter the HPD 24, the photocathode 2
Photoelectrons are emitted from 4a, and electron multiplication is performed by APD 24b. The current output from the HPD 24 is T
The voltage is converted into a voltage by the Z amplifier 26, and a voltage of about 0.5 V corresponding to two photons is output as shown in FIG.

【0034】TZアンプ26からの出力信号は、ピーク
ホールド回路28によってピーク値を一定期間保持して
A/D変換器30及び比較器36に対して出力される。
ここで、上記0.5Vの電圧は、比較器36に入力され
る基準電圧(0.13V)よりも大きいため、比較器3
6からA/D変換器30及びメモリ38に対してトリガ
信号が出力される。
The output signal from the TZ amplifier 26 is output to the A / D converter 30 and the comparator 36 while the peak value is held by the peak hold circuit 28 for a certain period.
Here, since the voltage of 0.5 V is higher than the reference voltage (0.13 V) input to the comparator 36, the voltage of the comparator 3
6 outputs a trigger signal to the A / D converter 30 and the memory 38.

【0035】比較器36からA/D変換器30にトリガ
信号が入力されると、A/D変換器30によって入力信
号がA/D変換される。具体的には、入力信号として2
光子に相当する0.5Vが入力されるため、図3(e)
に示すように、A/D変換器30からはデジタル値”
2”が出力される。
When a trigger signal is input from the comparator 36 to the A / D converter 30, the input signal is A / D converted by the A / D converter 30. Specifically, 2 as an input signal
Since 0.5 V corresponding to a photon is input, FIG.
As shown in the figure, the A / D converter 30 outputs a digital value "
2 "is output.

【0036】また、比較器36からメモリ38にトリガ
信号入力されるので、A/D変換器30からの出力値
と、図3(f)に示すようなカウンタ34から出力され
る時間信号とがメモリ38に格納される。
Further, since the trigger signal is input from the comparator 36 to the memory 38, the output value from the A / D converter 30 and the time signal output from the counter 34 as shown in FIG. Stored in the memory 38.

【0037】一方、カウンタ34からピークホールド回
路28に対しては、図3(c)に示すように、一定周期
(例えば5ns)毎にリセット信号が出力される。従っ
て、ピークホールド回路28の出力信号は、図3(d)
に示すように、一定周期(例えば5ns)毎にリセット
される。
On the other hand, as shown in FIG. 3C, a reset signal is output from the counter 34 to the peak hold circuit 28 at regular intervals (for example, 5 ns). Accordingly, the output signal of the peak hold circuit 28 is as shown in FIG.
As shown in (1), it is reset at regular intervals (for example, 5 ns).

【0038】以下同様に、HPD24に光子が入射した
ときに、入射した光子の個数とそのときの時間信号がメ
モリ38に格納され、その結果、メモリ38に格納され
るデータは図3(g)のようになる。
Similarly, when photons enter the HPD 24, the number of incident photons and the time signal at that time are stored in the memory 38. As a result, the data stored in the memory 38 is as shown in FIG. become that way.

【0039】続いて、本実施形態にかかる光計測装置の
作用及び効果について説明する。本実施形態にかかる光
計測装置10は、HPD24によって光子を検出したと
きに、HPD24によって検出した光子の数と、カウン
タ34から出力された時間信号をメモリ38に格納する
ことで、「光子がいつ、いくつ来たか」を計測すること
ができる。一方、HPD24によって光子を検出しない
ときは、メモリ38に何ら情報を格納しないため、格納
されるデータ量は極めて小さい。従って、メモリ38の
容量を有効に利用することができ、「光子がいつ、いく
つ来たか」を長時間にわたり計測することができる。
Next, the operation and effects of the optical measurement device according to the present embodiment will be described. When the photon is detected by the HPD 24, the optical measurement device 10 according to the present embodiment stores the number of photons detected by the HPD 24 and the time signal output from the counter 34 in the memory 38, thereby “when the photon is detected. , How many came? " On the other hand, when no photons are detected by the HPD 24, no information is stored in the memory 38, and the amount of data stored is extremely small. Therefore, the capacity of the memory 38 can be effectively used, and “when and how many photons have arrived” can be measured for a long time.

【0040】より具体的には、例えば、図4(a)に示
すような時系列分布を持って光子が入射する場合に、デ
ジタルオシロを用いて、光子がいつ、いくつ来たかを計
測しようとすると、図4(b)に示すように、時間軸方
向に1ns毎、出力値は256階調(8ビット)ずつデ
ータをメモリに格納しなければならないのに対し、本実
施形態にかかる光計測装置10を用いれば、図4(c)
に示すように、光子が入射したときのみ、最高4階調
(2ビット)の光子数とそのときの時間情報をメモリに
格納するだけでよい。すなわち、本実施形態にかかる光
計測装置10を用いれば、64Mバイトのメモリを用
い、計測時間を150s、時間分解能を5nsとした場
合、最大16Mイベント(光子の入射)まで計測、記録
することができる。また、外部メモリ20の活用によ
り、さらに長時間の計測、記録も可能となる。
More specifically, for example, when photons enter with a time-series distribution as shown in FIG. 4A, it is attempted to measure when and how many photons arrive using a digital oscilloscope. Then, as shown in FIG. 4B, the output value must be stored in the memory in 256 gradations (8 bits) every 1 ns in the time axis direction, whereas the light measurement according to the present embodiment is performed. If the device 10 is used, FIG.
As shown in (1), the number of photons of up to four gradations (2 bits) and the time information at that time need only be stored in the memory only when the photons are incident. That is, when the optical measurement device 10 according to the present embodiment is used, if a measurement time is 150 s and a time resolution is 5 ns, a memory of 64 Mbytes can be used to measure and record up to a maximum of 16 M events (photon incidence). it can. In addition, the use of the external memory 20 enables measurement and recording for a longer time.

【0041】また、本実施形態にかかる光計測装置10
においては、A/D変換器30により、入射する光子の
数をデジタル値として出力することで、当該A/D変換
器30から出力される信号をメモリ38に直接格納する
ことができるとともに、表示部22に直接表示させるこ
ともできる。
The optical measuring device 10 according to the present embodiment
In, by outputting the number of incident photons as a digital value by the A / D converter 30, the signal output from the A / D converter 30 can be directly stored in the memory 38 and displayed. It can also be displayed directly on the unit 22.

【0042】また、本実施形態にかかる光計測装置10
においては、光電面24aとアバランシェフォトダイオ
ード24bを備えたHPD24を用いることで、同時
(あるいは極めて近いタイミング)に入射する光子の数
を効率よく検出することができる。
The optical measuring device 10 according to the present embodiment
By using the HPD 24 having the photocathode 24a and the avalanche photodiode 24b, the number of photons incident simultaneously (or at a very close timing) can be efficiently detected.

【0043】本実施形態にかかる光計測装置10におい
ては光検出手段としてHPD24を用いていたが、これ
はVLPC(Visual Light Photon
Counter)などでもよい。VLPCは、ヒ素を
ドープしたシリコン基板と、シリコン基板上にエピタキ
シャル成長された薄いノンドープ層よりなる。VLPC
を7K程度に冷却し、約7Vを印加することにより、ア
バランシェ増倍が発生し、約5×104のゲインが得ら
れる。VLPCでこのように高ゲインが得られるのは、
バンドギャップが不純物準位からのイオン化エネルギー
に等しいと見なせるからである。VLPCは、このよう
にゲインが高いので、HPDと同様に、入射した光子が
いくつであるかを区別して出力することができる。
In the optical measuring device 10 according to the present embodiment, the HPD 24 is used as the light detecting means. However, this is a VLPC (Visual Light Photon).
Counter). VLPC consists of an arsenic-doped silicon substrate and a thin non-doped layer epitaxially grown on the silicon substrate. VLPC
Is cooled to about 7K, and avalanche multiplication occurs by applying about 7V, and a gain of about 5 × 10 4 is obtained. The reason why such a high gain is obtained in VLPC is that
This is because the band gap can be considered to be equal to the ionization energy from the impurity level. Since the VLPC has such a high gain, similarly to the HPD, it is possible to distinguish and output the number of incident photons.

【0044】また、本実施形態にかかる光計測装置10
には、以下に示すような変形例が考えられる。図5を用
いて第1の変形例にかかる光計測装置50を説明する。
光計測装置50においては、カウンタ34からピークホ
ールド回路24に対してリセット信号を出力せず、新た
に設けた遅延回路29からピークホールド回路24に対
してリセット信号を出力する。かかる遅延回路29に
は、比較器36から出力されるトリガ信号が入力されて
いる。
The optical measuring device 10 according to the present embodiment
The following modifications can be considered. An optical measurement device 50 according to a first modification will be described with reference to FIG.
In the optical measurement device 50, the reset signal is not output from the counter 34 to the peak hold circuit 24, but is output from the newly provided delay circuit 29 to the peak hold circuit 24. The trigger signal output from the comparator 36 is input to the delay circuit 29.

【0045】かかる構成をとった場合、HPD24に光
子が入射すると、比較器36の入力電圧が基準電圧より
も大きくなるため、比較器36からトリガ信号が出力さ
れる。かかるトリガ信号を受けたA/D変換回路30
は、ピークホールド回路28からの出力信号をA/D変
換してメモリ38に出力し、同じくトリガ信号を受けた
メモリ38は、A/D変換回路30からの出力信号とカ
ウンタ34からの時間信号とを格納する。一方、トリガ
信号は遅延回路29により遅延を与えられた後、リセッ
ト信号としてピークホールド回路28に対して出力され
る。従って、比較器36からトリガ信号出力されて一定
時間経過後に、ピークホールド回路28がリセットされ
る。
In such a configuration, when a photon enters the HPD 24, the input voltage of the comparator 36 becomes higher than the reference voltage, so that the comparator 36 outputs a trigger signal. A / D conversion circuit 30 receiving such a trigger signal
A / D converts the output signal from the peak hold circuit 28 and outputs it to the memory 38. The memory 38, which has also received the trigger signal, outputs the output signal from the A / D conversion circuit 30 and the time signal from the counter 34. And are stored. On the other hand, the trigger signal is delayed by the delay circuit 29 and then output to the peak hold circuit 28 as a reset signal. Therefore, the peak hold circuit 28 is reset after a predetermined time has elapsed from the output of the trigger signal from the comparator 36.

【0046】図6は、光計測装置50の動作を示すタイ
ミングチャートである。光計測装置50の動作が上記実
施形態にかかる光計測装置10異なる点は、比較器36
からのトリガ信号の発生に対応して、すなわち、光子の
入射に対応してピークホールド回路28がリセットされ
る点である。ここで、かかるリセット信号は、比較器3
6からのトリガ信号を遅延回路29によって一定時間だ
け遅延させたものであるため、タイミング的には、A/
D変換回路30によってA/D変換がなされた後にピー
クホールド回路28がリセットされることになる。かか
る構成とすることで、上記実施形態にかかる光計測装置
10におけるリセット間隔内に複数個の光子が順次入射
しても、各々の入射フォトン数と時間を記録することが
可能となる。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the optical measuring device 50. The operation of the optical measurement device 50 differs from the optical measurement device 10 according to the above-described embodiment in that
The point is that the peak hold circuit 28 is reset in response to the generation of a trigger signal from, that is, in response to the incidence of a photon. Here, the reset signal is output from the comparator 3
6 is delayed by a predetermined time by the delay circuit 29, the timing signal A /
After the A / D conversion is performed by the D conversion circuit 30, the peak hold circuit 28 is reset. With such a configuration, even if a plurality of photons are sequentially incident within the reset interval in the optical measurement device 10 according to the embodiment, it is possible to record the number of incident photons and the time of each photon.

【0047】図7に、第2の変形例にかかる光計測装置
60の構成図である。上記実施形態にかかる光計測装置
10においては、HPD24から出力された電流信号を
TZアンプ26によって電圧に変換し、ピークホールド
回路28によって一定期間ピーク値を保持した出力信号
を出力していたが、これは、本変形例にかかる光計測6
0のように、リセット機能付きのチャージアンプ40で
あってもよい。チャージアンプ40は、一方の入力端が
接地され、他方の入力端にHPD24の出力電流が入力
され、出力端がA/D変換器30の入力端及び比較器3
6の+側入力端に接続された演算増幅器40aと、演算
増幅器40aの上記他方の入力端と出力端とを接続する
キャパシタ40bと、キャパシタ40bと並列に接続さ
れたリセットスイッチ40cとを備えて構成される。こ
こで、チャージアンプ40は、HPD24から出力され
る電荷量を積分して出力するとともに、カウンタ34か
らリセット信号によってリセットスイッチ40cがon
されることでリセットされる。また、光計測装置60に
おいては、時間信号出力部14のカウンタ34は、リセ
ット信号を出力する直前に、読み出し信号を出力する。
一方、格納部16の比較器36の後段には、AND回路
42が設けられている。AND回路42には、カウンタ
34から出力される読み出し信号と、比較器36から出
力されるトリガ信号とが入力されており、AND回路の
出力信号は、A/D変換器30及びメモリ38に対して
出力されている。従って、光計測装置60においては、
チャージアンプ40からの出力電圧が基準電圧を超えた
後、カウンタ34から読み出し信号が出力された時点
で、A/D変換回路30によってA/D変換が行われ、
A/D変換回路30からの出力信号とカウンタ34から
の時間信号とがメモリ38に格納される。かかる構成を
とることで、ピークホールド回路28が不要となる。ま
た、短時間に複数個の光子が連続して入射する場合であ
っても、誤差を最小限に押さえることが可能となる。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical measurement device 60 according to the second modification. In the optical measurement device 10 according to the above-described embodiment, the current signal output from the HPD 24 is converted into a voltage by the TZ amplifier 26, and the peak hold circuit 28 outputs an output signal holding a peak value for a certain period. This is the optical measurement 6 according to this modification.
A charge amplifier 40 with a reset function such as 0 may be used. The charge amplifier 40 has one input terminal grounded, the other input terminal supplied with the output current of the HPD 24, and the output terminal connected to the input terminal of the A / D converter 30 and the comparator 3.
6, an operational amplifier 40a connected to the + input terminal, a capacitor 40b connecting the other input terminal and the output terminal of the operational amplifier 40a, and a reset switch 40c connected in parallel with the capacitor 40b. Be composed. Here, the charge amplifier 40 integrates and outputs the charge amount output from the HPD 24, and turns on the reset switch 40c by a reset signal from the counter 34.
Is reset. In the optical measuring device 60, the counter 34 of the time signal output unit 14 outputs a read signal immediately before outputting the reset signal.
On the other hand, an AND circuit 42 is provided downstream of the comparator 36 in the storage unit 16. The read signal output from the counter 34 and the trigger signal output from the comparator 36 are input to the AND circuit 42, and the output signal of the AND circuit is transmitted to the A / D converter 30 and the memory 38. Output. Therefore, in the optical measurement device 60,
After the output voltage from the charge amplifier 40 exceeds the reference voltage, when the read signal is output from the counter 34, the A / D conversion circuit 30 performs A / D conversion,
An output signal from the A / D conversion circuit 30 and a time signal from the counter 34 are stored in the memory 38. With this configuration, the peak hold circuit 28 becomes unnecessary. Further, even when a plurality of photons are continuously incident in a short time, errors can be minimized.

【0048】また、上記実施形態にかかる光計測装置1
0においては、計測開始時にCPU18からのリセット
信号により、カウンタ34をリセットしていたが、これ
は、比較器36のトリガ信号によりカウンタ34をリセ
ットするような構成としてもよい。かかる構成をとるこ
とで、光子の入射に伴いカウンタ34がリセットされる
ことになり、カウンタ34から出力される時間信号は、
HPD24に光子が入射した間隔を示すものになる。従
って、かかる構成をとることで、メモリ38には、HP
D24に入射する光子数と、光子の入射間隔が格納され
ることになる。
The optical measuring device 1 according to the above embodiment
In the case of 0, the counter 34 is reset by a reset signal from the CPU 18 at the start of measurement. However, the counter 34 may be reset by a trigger signal of the comparator 36. With this configuration, the counter 34 is reset with the incidence of photons, and the time signal output from the counter 34 is
This indicates the interval at which photons are incident on the HPD 24. Therefore, by adopting such a configuration, the memory 38 has the HP
The number of photons incident on D24 and the interval between incident photons are stored.

【0049】また、上記実施形態にかかる光計測装置1
0においては、半導体光検出器としてAPD24bを用
いていたが、これは、フォトダイオードなどでもよい。
The optical measuring device 1 according to the above embodiment
At 0, the APD 24b is used as a semiconductor photodetector, but this may be a photodiode or the like.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の光計測装置及び光計測方法は、
光子を検出したときに時間信号を格納することで、「光
子がいつ来たか」を計測することができる。一方、光子
を検出しないときは、何ら情報を格納しないため、全体
として格納されるデータ量は極めて小さい。その結果、
「光子がいつ来たか」を長時間にわたり計測することが
可能となる。
The optical measuring device and the optical measuring method according to the present invention are:
By storing a time signal when a photon is detected, it is possible to measure "when the photon has come". On the other hand, when no photons are detected, since no information is stored, the amount of data stored as a whole is extremely small. as a result,
It is possible to measure "when the photon came" over a long period of time.

【0051】また、本発明の光計測装置及び光計測方法
においては、光子を検出したときに、光子の数と時間信
号とを格納することで、「光子がいつ、いくつ来たか」
を計測することができる。一方、光子を検出しないとき
は、何ら情報を格納しないため、全体として格納される
データ量は極めて小さい。その結果、「光子がいつ、い
くつ来たか」を長時間にわたり計測することが可能とな
る。
In the optical measuring device and the optical measuring method of the present invention, when a photon is detected, the number and the time signal of the photon are stored, so that "when and how many photons came"
Can be measured. On the other hand, when no photons are detected, since no information is stored, the amount of data stored as a whole is extremely small. As a result, it is possible to measure "when and how many photons came" over a long period of time.

【0052】また、本発明の光計測装置においては、入
射する光子の数をデジタル値として出力することで、光
子検出手段から出力される信号を直接、格納手段によっ
て格納することができる。
Further, in the optical measurement device of the present invention, by outputting the number of incident photons as a digital value, the signal output from the photon detection means can be stored directly by the storage means.

【0053】また、本発明の光計測装置においては、入
射した光子の数に応じた光電子を放出する光電面と、光
電子を加速する加速手段と、光電子の数に応じた出力信
号を出力するアバランシェフォトダイオードなどの半導
体光検出器とを備えた光子検出手段を用いることで、同
時(あるいは極めて近いタイミング)に入射する光子の
数を効率よく検出することができる。
Further, in the optical measuring device of the present invention, a photocathode for emitting photoelectrons according to the number of incident photons, an accelerating means for accelerating photoelectrons, and an avalanche for outputting an output signal according to the number of photoelectrons. By using a photon detecting means including a semiconductor photodetector such as a photodiode, the number of photons incident simultaneously (or at a very close timing) can be efficiently detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光計測装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical measurement device.

【図2】マルチフォトンに対する出力波高分布図であ
る。
FIG. 2 is an output wave height distribution diagram for a multiphoton.

【図3】光計測装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the optical measurement device.

【図4】光計測装置の効果を示すタイミングチャートで
ある。
FIG. 4 is a timing chart showing an effect of the optical measurement device.

【図5】光計測装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an optical measurement device.

【図6】光計測装置の動作を示すタイミングチャートで
ある
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the optical measurement device.

【図7】光計測装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an optical measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50,60…光計測装置、12…光子検出部、1
4…時間信号出力部、16…格納部、18…CPU、2
0…外部メモリ、22…表示部、24…HPD、26…
TZアンプ、28…ピークホールド回路、30…A/D
変換器、32…タイマ、34…カウンタ、36…比較
器、38…メモリ、40…チャージアンプ
10, 50, 60: optical measurement device, 12: photon detector, 1
4 time signal output unit, 16 storage unit, 18 CPU, 2
0: external memory, 22: display unit, 24: HPD, 26 ...
TZ amplifier, 28: peak hold circuit, 30: A / D
Converter, 32 timer, 34 counter, 36 comparator, 38 memory, 40 charge amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 哲家 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 大庭 弘一郎 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 Fターム(参考) 2G065 AA20 AB04 BA09 BA17 BC08 BC17 BC22 BC28 BC33 DA13 DA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Morita Tetsuya 1126 Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside Tonics Co., Ltd. F-term (reference) in Tonics Corporation 2G065 AA20 AB04 BA09 BA17 BC08 BC17 BC22 BC28 BC33 DA13 DA20

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射する光子を検出する光子検出手段
と、 時間信号を出力する時間信号出力手段と、 前記光子検出手段によって光子を検出したときに、前記
時間信号出力手段から出力された時間信号を格納する格
納手段とを備えたことを特徴とする光計測装置。
1. A photon detection means for detecting an incident photon, a time signal output means for outputting a time signal, and a time signal output from the time signal output means when a photon is detected by the photon detection means. An optical measurement device, comprising: storage means for storing
【請求項2】 前記光子検出手段は、入射する光子の数
を検出し、 前記格納手段は、前記光子検出手段によって光子を検出
したときに、前記光子検出手段によって検出した光子の
数と、前記時間信号出力手段から出力された時間信号を
格納することを特徴とする請求項1に記載の光計測装
置。
2. The photon detection means detects the number of incident photons, and the storage means, when detecting photons by the photon detection means, detects the number of photons detected by the photon detection means; 2. The optical measurement device according to claim 1, wherein a time signal output from the time signal output means is stored.
【請求項3】 前記光子検出手段は、A/D変換器を有
し、 前記A/D変換器は、入射する光子の数をデジタル値と
して出力することを特徴とする請求項2に記載の光計測
装置。
3. The photodetector according to claim 2, wherein the photon detector has an A / D converter, and the A / D converter outputs the number of incident photons as a digital value. Optical measuring device.
【請求項4】 前記光子検出手段は、 入射する光子の数に応じた光電子を放出する光電面と、 前記光電面から放出された前記光電子を加速する加速手
段と、 前記加速手段によって加速された前記光電子を入射さ
せ、該光電子の数に応じた出力信号を出力する半導体光
検出器とを備えたことを特徴とする請求項2または3に
記載の光計測装置。
4. A photocathode for emitting photoelectrons according to the number of incident photons, an accelerating means for accelerating the photoelectrons emitted from the photocathode, and an accelerating means for accelerating the photoelectrons. The optical measurement device according to claim 2, further comprising: a semiconductor photodetector that receives the photoelectrons and outputs an output signal corresponding to the number of the photoelectrons.
【請求項5】 前記半導体光検出器は、アバランシェフ
ォトダイオードであることを特徴とする請求項4に記載
の光計測装置。
5. The optical measurement device according to claim 4, wherein the semiconductor photodetector is an avalanche photodiode.
【請求項6】 入射する光子を検出する光子検出工程
と、 時間信号を出力する時間信号出力工程と、 前記光子検出工程によって光子を検出したときに、前記
時間信号出力工程によって出力された時間信号を格納す
る格納工程とを備えたことを特徴とする光計測方法。
6. A photon detecting step of detecting an incident photon, a time signal outputting step of outputting a time signal, and a time signal outputted by the time signal outputting step when a photon is detected by the photon detecting step. And a storing step of storing the light.
【請求項7】 前記光子検出工程は、入射する複数の光
子を分離して検出し、 前記格納工程は、前記光子検出工程によって光子を検出
したときに、前記光子検出工程によって検出した光子の
数と、前記時間信号出力工程によって出力された時間信
号を格納することを特徴とする請求項6に記載の光計測
方法。
7. The photon detecting step, wherein a plurality of incident photons are separated and detected, and the storing step is the number of photons detected by the photon detecting step when the photons are detected by the photon detecting step. 7. The optical measurement method according to claim 6, wherein a time signal output in the time signal output step is stored.
JP11083842A 1999-03-26 1999-03-26 Apparatus and method for measuring light Pending JP2000275101A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11083842A JP2000275101A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Apparatus and method for measuring light

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11083842A JP2000275101A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Apparatus and method for measuring light

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000275101A true JP2000275101A (en) 2000-10-06

Family

ID=13813974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11083842A Pending JP2000275101A (en) 1999-03-26 1999-03-26 Apparatus and method for measuring light

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000275101A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002027284A1 (en) * 2000-09-25 2002-04-04 Hamamatsu Photonics K.K. Optical measurement apparatus and method for optical measurement
WO2012017762A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ Light quantity detection method and device therefor
JP2016516179A (en) * 2013-02-22 2016-06-02 アレヴァ・エヌセーAreva Nc Method for controlling the gain and zero of a multi-pixel photon counter device, and an optical measurement system implementing the method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002027284A1 (en) * 2000-09-25 2002-04-04 Hamamatsu Photonics K.K. Optical measurement apparatus and method for optical measurement
US6940589B1 (en) 2000-09-25 2005-09-06 Hamamatsu Photonics K.K. Optical measurement apparatus and method for optical measurement
WO2012017762A1 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ Light quantity detection method and device therefor
US8797522B2 (en) 2010-08-04 2014-08-05 Hitachi High-Technologies Corporation Light quantity detection method and device therefor
JP2016516179A (en) * 2013-02-22 2016-06-02 アレヴァ・エヌセーAreva Nc Method for controlling the gain and zero of a multi-pixel photon counter device, and an optical measurement system implementing the method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4864140A (en) Coincidence detection system for positron emission tomography
KR102526443B1 (en) Histogram reading method and circuit for determining photon time-of-flight
US20180259625A1 (en) LiDAR Readout Circuit
US6940589B1 (en) Optical measurement apparatus and method for optical measurement
US5715049A (en) Light measuring apparatus for quantifying photons
US6960771B1 (en) Optical measurement apparatus and method for optical measurement
JP7076515B2 (en) Memory for active ranging systems
JP2000275101A (en) Apparatus and method for measuring light
JP4183849B2 (en) Optical measuring device
JPH0670612B2 (en) Streak camera device
WO2020103509A1 (en) Device for measuring photon information, and photon measuring apparatus
Guarise et al. A newly observed phenomenon in the characterisation of SiPM at cryogenic temperature
JP3740315B2 (en) X-ray sensor signal processing circuit, X-ray CT apparatus using the same, and X-ray sensor signal processing method
JPH07240714A (en) Signal light detector
US5694211A (en) Light measuring apparatus for quantizing photon
US5404320A (en) Autocorrelation processing method and apparatus
Eberhardt Noise in photomultiplier tubes
JP2658843B2 (en) Single photon measuring device
JP2000304697A (en) Method and apparatus for measurement of fluorescence life
Lemarenko et al. The data handling processor for the Belle II pixel vertex detector: Efficiency optimization
JP2001027567A (en) Light measuring instrument
JP2005207955A (en) Circuit for photodetection, and photodetector
FR2969310A1 (en) METHOD OF MEASURING COINCIDENCE COUNTING RATE USING TIME-DIGITAL CONVERSION AND RECONDUCTIVE DEATH TIME METHOD WITH ACTIVE TIME MEASUREMENT
US20230204799A1 (en) Radiation detector
US20180259391A1 (en) Coincidence resolving time readout circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060320

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070703

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080826