JP2828256B2 - 過渡発光現象測定装置 - Google Patents
過渡発光現象測定装置Info
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- JP2828256B2 JP2828256B2 JP1059096A JP5909689A JP2828256B2 JP 2828256 B2 JP2828256 B2 JP 2828256B2 JP 1059096 A JP1059096 A JP 1059096A JP 5909689 A JP5909689 A JP 5909689A JP 2828256 B2 JP2828256 B2 JP 2828256B2
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- Japan
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- cathode ray
- ray tube
- phosphor screen
- pulse
- slit
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はフィールドユースな過渡発光現象の測定装置
に係り、特に、試料へ照射した励起光パルスに応答して
該試料から放出される蛍光フォトンを繰り返し計数し積
算することにより蛍光減衰波形を得る装置に用いて好適
な過渡発光現象測定装置に関する。
に係り、特に、試料へ照射した励起光パルスに応答して
該試料から放出される蛍光フォトンを繰り返し計数し積
算することにより蛍光減衰波形を得る装置に用いて好適
な過渡発光現象測定装置に関する。
［従来の技術］ 蛍光減衰波形測定手法として、蛍光強度が微弱な場合
には、感度、分解時間（接近した２個の蛍光フォトンを
区別可能な時間間隔の下限値）の観点から単一光子遅延
一致法（TAC法）が広く用いられている。TAC法は数ピコ
秒という分解時間が達成できるものの、その測定原理
上、信号利用率が非常に低い。これは、波形歪みなく信
号を得るためには１個の試料励起光パルスに対して高々
１個のフォトンの発生しか許されないので、通常は数十
個の励起光パルスに対して平均１個のフォトンが発生す
るような光量にしなければならないからである。したが
って、ある程度“明るい”試料に対しては減光という好
ましくない手段を使用しなければならない。
には、感度、分解時間（接近した２個の蛍光フォトンを
区別可能な時間間隔の下限値）の観点から単一光子遅延
一致法（TAC法）が広く用いられている。TAC法は数ピコ
秒という分解時間が達成できるものの、その測定原理
上、信号利用率が非常に低い。これは、波形歪みなく信
号を得るためには１個の試料励起光パルスに対して高々
１個のフォトンの発生しか許されないので、通常は数十
個の励起光パルスに対して平均１個のフォトンが発生す
るような光量にしなければならないからである。したが
って、ある程度“明るい”試料に対しては減光という好
ましくない手段を使用しなければならない。
このTAC法に対し、１個の励起光パルスで数個の蛍光
フォトンを発生させそれらをすべて計測することにより
信号利用率を向上させる光電子パルス列同時検出法がい
くつか提案されている（例えば本発明者に係る特開平１
−219655号公報、特開平１−227948号公報）。
フォトンを発生させそれらをすべて計測することにより
信号利用率を向上させる光電子パルス列同時検出法がい
くつか提案されている（例えば本発明者に係る特開平１
−219655号公報、特開平１−227948号公報）。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、光電子パルス列同時検出法を用いた測定装置
は、光学的遅延素子を用いているので、それほどの分解
時間を必要としない場合でも、測定系は光学用のテーブ
ルに確実に固定されていなければならず、測定操作が容
易でなかった。
は、光学的遅延素子を用いているので、それほどの分解
時間を必要としない場合でも、測定系は光学用のテーブ
ルに確実に固定されていなければならず、測定操作が容
易でなかった。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、充分な信号利用
効率を有し、かつ、オシロスコープ的な感覚で容易に測
定することができる過渡発光現象測定装置を提供するこ
とにある。
効率を有し、かつ、オシロスコープ的な感覚で容易に測
定することができる過渡発光現象測定装置を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明に係る過渡発光現
象測定装置では、電子銃から放出された電子ビームを、
水平偏向器及び垂直偏向器を通して、フェイスプレート
内面に形成された蛍光体スクリーンに照射させる陰極線
管と、該蛍光体スクリーンに対向して該陰極線管内に配
置された該電子ビームが通る直線状スリットが形成され
た規制板と、該スリットに対応して該フェイスプレート
外面に配置されたイメージセンサと、を備えている。
象測定装置では、電子銃から放出された電子ビームを、
水平偏向器及び垂直偏向器を通して、フェイスプレート
内面に形成された蛍光体スクリーンに照射させる陰極線
管と、該蛍光体スクリーンに対向して該陰極線管内に配
置された該電子ビームが通る直線状スリットが形成され
た規制板と、該スリットに対応して該フェイスプレート
外面に配置されたイメージセンサと、を備えている。
［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明に係る過渡発光現象測定装置を適用し
た蛍光減衰波形測定装置を示す。
た蛍光減衰波形測定装置を示す。
光源10から放出された励起光パルスは分光器12を通っ
て単色光にされ、試料14に照射してこれを励起状態にす
る。試料14から放出された蛍光フォトンは、分光器16を
通り、特定波長の蛍光フォトンのみ光電子増倍管18に到
達する。光電子増倍管18はこのフォトンを光電子パルス
に変換する。一方、光源10から放出される励起光パルス
は、光検出器20により検出されて、トリガパルスが生成
される。このトリガパルスは外部同期信号としてコント
ローラ22へ供給され、コントローラ22は、これに応答し
て鋸波を発生し陰極線管24の水平偏向板26に印加する。
また、光電子増倍管18から出力される光電子パルスは、
コントローラ22の信号入力端子に供給され、コントロー
ラ22はこれを増幅して陰極線管24の垂直偏向板28に印加
する。
て単色光にされ、試料14に照射してこれを励起状態にす
る。試料14から放出された蛍光フォトンは、分光器16を
通り、特定波長の蛍光フォトンのみ光電子増倍管18に到
達する。光電子増倍管18はこのフォトンを光電子パルス
に変換する。一方、光源10から放出される励起光パルス
は、光検出器20により検出されて、トリガパルスが生成
される。このトリガパルスは外部同期信号としてコント
ローラ22へ供給され、コントローラ22は、これに応答し
て鋸波を発生し陰極線管24の水平偏向板26に印加する。
また、光電子増倍管18から出力される光電子パルスは、
コントローラ22の信号入力端子に供給され、コントロー
ラ22はこれを増幅して陰極線管24の垂直偏向板28に印加
する。
また、陰極線管24内には、水平偏向板26の後方に電子
銃30が配置されており、電子銃30から放出された電子ビ
ームは、水平偏向板26及び垂直偏向板28に印加された電
圧に応じて、水平方向及び垂直方向に偏向される。
銃30が配置されており、電子銃30から放出された電子ビ
ームは、水平偏向板26及び垂直偏向板28に印加された電
圧に応じて、水平方向及び垂直方向に偏向される。
垂直偏向板28とフェースプレート32との間には、スリ
ット34aが形成された規制板34が配置されている。この
スリット34aは一直線状であり、かつ、水平偏向方向に
平行となっている。また、スリット34aの高さ方向位置
は、垂直偏向板28に電圧を印加しなかった場合に電子銃
30からの電子ビームが規制板に衝突する位置よりも少し
上方の位置となっている。
ット34aが形成された規制板34が配置されている。この
スリット34aは一直線状であり、かつ、水平偏向方向に
平行となっている。また、スリット34aの高さ方向位置
は、垂直偏向板28に電圧を印加しなかった場合に電子銃
30からの電子ビームが規制板に衝突する位置よりも少し
上方の位置となっている。
フェースプレート32の内面には、垂直偏向板28に所定
の電圧を印加したときに電子ビームがスリット34aを通
ってフェースプレート32に当たる所に蛍光物質が塗布さ
れて、細長い蛍光体スクリーン36が形成されている。フ
ェースプレート32の外面には、ラインセンサ38がその画
素を蛍光体スクリーン36に対向させて固定されている。
の電圧を印加したときに電子ビームがスリット34aを通
ってフェースプレート32に当たる所に蛍光物質が塗布さ
れて、細長い蛍光体スクリーン36が形成されている。フ
ェースプレート32の外面には、ラインセンサ38がその画
素を蛍光体スクリーン36に対向させて固定されている。
電子銃30から放出された電子ビームを、水平偏向器及
び垂直偏向器を通して、フェイスプレート32内面に形成
された蛍光体スクリーン36に照射させる陰極線管24と、
直線状スリット34aが形成された規制板34と、イメージ
センサ38とにより、過渡発光現象測定装置が構成されて
いる。この過渡発光現象測定装置の入力は、水平偏向板
26及び垂直偏向板28に印加される信号であり、その出力
は、ラインセンサ38の出力である。
び垂直偏向器を通して、フェイスプレート32内面に形成
された蛍光体スクリーン36に照射させる陰極線管24と、
直線状スリット34aが形成された規制板34と、イメージ
センサ38とにより、過渡発光現象測定装置が構成されて
いる。この過渡発光現象測定装置の入力は、水平偏向板
26及び垂直偏向板28に印加される信号であり、その出力
は、ラインセンサ38の出力である。
ラインセンサ38は、CPU40からの読込開始指令に応答
してドライバ42から供給される駆動パルスにより、その
画素信号が順次取り出され、アンプ44により増幅されか
つ電圧値に変換される。この電圧値はA/D変換器46によ
りデジタル変換され、CPU40を介してメモリ48に書き込
まれる。この際の書込アドレスは、ドライバ42から供給
されるパルスを計数して決定され、例えば、第ｉ画素の
信号値はメモリ48のｉ番地に書き込まれる。
してドライバ42から供給される駆動パルスにより、その
画素信号が順次取り出され、アンプ44により増幅されか
つ電圧値に変換される。この電圧値はA/D変換器46によ
りデジタル変換され、CPU40を介してメモリ48に書き込
まれる。この際の書込アドレスは、ドライバ42から供給
されるパルスを計数して決定され、例えば、第ｉ画素の
信号値はメモリ48のｉ番地に書き込まれる。
次に、上記の如く構成された本実施例の動作を第２図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
最初に、陰極線管24が普通のオシロスコープ用陰極線
管で構成されている場合について説明する。
管で構成されている場合について説明する。
光源10から励起光パルスが放出されると、光検出器20
から第２図（Ａ）に示すようなトリガパルスにより陰極
線管24内の電子ビームの掃引が開始される。この励起光
パルスの強度が大きい場合には、蛍光体スクリーンには
同図（Ｂ）に示すような波形が得られる。光電子増倍管
18から出力される各光電子パルスが蛍光フォトン１個に
対応する程度に励起光パルスの強度を小さくすると、オ
シロスコープの蛍光体スクリーンには同図（Ｃ）、
（Ｄ）又は（Ｅ）に示すようなパルス波形が得られる。
各パルスは蛍光フォトン１個に対応しており、そのピー
クの高さはほぼ同一である。
から第２図（Ａ）に示すようなトリガパルスにより陰極
線管24内の電子ビームの掃引が開始される。この励起光
パルスの強度が大きい場合には、蛍光体スクリーンには
同図（Ｂ）に示すような波形が得られる。光電子増倍管
18から出力される各光電子パルスが蛍光フォトン１個に
対応する程度に励起光パルスの強度を小さくすると、オ
シロスコープの蛍光体スクリーンには同図（Ｃ）、
（Ｄ）又は（Ｅ）に示すようなパルス波形が得られる。
各パルスは蛍光フォトン１個に対応しており、そのピー
クの高さはほぼ同一である。
第１図に示す陰極線管24を用いた場合には、第２図
（Ｅ）に示す如く、前記パルス波形の先端部に対応する
部分のみが蛍光体スクリーン36に描かれ、ラインセンサ
38の対応する画素によりこれが検出される。したがっ
て、光源10から所定個数の励起パルスを放出させた後に
ラインセンサ38を駆動してその蓄積電荷を読み出せば、
各画素からはフォトンのアナログ積算個数に比例した電
荷が取り出され、A/D変換器46の出力は蛍光フォトンの
個数に比例する。第２図（Ｅ）、（Ｆ）に示す如く、ラ
インセンサ38の各画素に対応したメモリ48の各アドレス
には、蛍光フォトンのアナログ積算個数が書き込まれ
る。このような処理を繰り返すことにより、メモリ48に
はこのアナログ積算値がデジタル積算され、同図（Ｂ）
に類似の蛍光減衰波形データが得られる。
（Ｅ）に示す如く、前記パルス波形の先端部に対応する
部分のみが蛍光体スクリーン36に描かれ、ラインセンサ
38の対応する画素によりこれが検出される。したがっ
て、光源10から所定個数の励起パルスを放出させた後に
ラインセンサ38を駆動してその蓄積電荷を読み出せば、
各画素からはフォトンのアナログ積算個数に比例した電
荷が取り出され、A/D変換器46の出力は蛍光フォトンの
個数に比例する。第２図（Ｅ）、（Ｆ）に示す如く、ラ
インセンサ38の各画素に対応したメモリ48の各アドレス
には、蛍光フォトンのアナログ積算個数が書き込まれ
る。このような処理を繰り返すことにより、メモリ48に
はこのアナログ積算値がデジタル積算され、同図（Ｂ）
に類似の蛍光減衰波形データが得られる。
コントローラ22は、市販されている高速オシロスコー
プに組み込まれている電気回路をそのまま用いることが
でき、また、陰極線管24はこのオシロスコープ用のもの
を一部設計変更すればよい。陰極線管の垂直軸の精度は
低くて足りるので、規制板34を内設するのは困難ではな
い。最近では、数百MHzの高速オシロスコープが比較的
安価に市販されているので、これを改造してサブナノ秒
程度の分解時間の本装置を構成することができる。
プに組み込まれている電気回路をそのまま用いることが
でき、また、陰極線管24はこのオシロスコープ用のもの
を一部設計変更すればよい。陰極線管の垂直軸の精度は
低くて足りるので、規制板34を内設するのは困難ではな
い。最近では、数百MHzの高速オシロスコープが比較的
安価に市販されているので、これを改造してサブナノ秒
程度の分解時間の本装置を構成することができる。
また、垂直偏向板28に印加するバイアス電圧を調整す
ることにより、光子計数法におけるディスクリミネータ
レベルの調整ができる。
ることにより、光子計数法におけるディスクリミネータ
レベルの調整ができる。
なお、本発明には他にも種々の変形例が含まれる。
例えば、蛍光体スクリーン36の前面又は後面に、市販
されている輝度増倍用のマイクロチャンネルプレート
（MCP）を必要に応じて配置してもよい。
されている輝度増倍用のマイクロチャンネルプレート
（MCP）を必要に応じて配置してもよい。
また、光源10から励起光パルスが１個放出される毎に
ラインセンサ38を読み出す構成であってもよい。この場
合には、A/D変換器46の代わりに２値化用比較器を用い
る。
ラインセンサ38を読み出す構成であってもよい。この場
合には、A/D変換器46の代わりに２値化用比較器を用い
る。
また、試料14の性質により掃引速度があまり高速領域
でなければ、蛍光体スクリーン36はフェースプレート32
の全面にわたって形成されたものであっても問題がな
い。
でなければ、蛍光体スクリーン36はフェースプレート32
の全面にわたって形成されたものであっても問題がな
い。
さらに、イメージセンサはラインセンサの代わりにエ
リアセンサを用いてもよい。この場合、適当な画素ライ
ンを用いることができるので、スリット34aと蛍光体ス
クリーンとイメージセンサとの位置関係がある程度ラフ
であってもよい。
リアセンサを用いてもよい。この場合、適当な画素ライ
ンを用いることができるので、スリット34aと蛍光体ス
クリーンとイメージセンサとの位置関係がある程度ラフ
であってもよい。
また、垂直偏向板28には適当なバイアス電圧を印加す
ることができるので、スリット34aの高さ位置は限定さ
れず、スリット34は水平偏向方向に平行であればよい。
ることができるので、スリット34aの高さ位置は限定さ
れず、スリット34は水平偏向方向に平行であればよい。
［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明に係る過渡発光現象測定装
置は、市販されている数百MHz〜数GHzの高速オシロスコ
ープの陰極線管を少し設計変更すれば構成することがで
き、また、一般に使い慣れたオシロスコープ的な感覚で
容易に測定することができるという優れた効果を奏す
る。
置は、市販されている数百MHz〜数GHzの高速オシロスコ
ープの陰極線管を少し設計変更すれば構成することがで
き、また、一般に使い慣れたオシロスコープ的な感覚で
容易に測定することができるという優れた効果を奏す
る。
第１図及び第２図は本発明の一実施例に係り、 第１図は過渡発光現象測定装置を適用した蛍光減衰波形
測定装置の構成図、 第２図はこの装置の作用説明図である。 図中、 18は光電子増倍管 20は光検出器 24は陰極線管 26は水平偏向板 28は垂直偏向板 30は電子銃 32はフェースプレート 34は規制板 34aはスリット 36は蛍光体スクリーン 38はラインセンサ
測定装置の構成図、 第２図はこの装置の作用説明図である。 図中、 18は光電子増倍管 20は光検出器 24は陰極線管 26は水平偏向板 28は垂直偏向板 30は電子銃 32はフェースプレート 34は規制板 34aはスリット 36は蛍光体スクリーン 38はラインセンサ
Claims (1)
- 【請求項１】電子銃（30）から放出された電子ビーム
を、水平偏向器（26）及び垂直偏向器（28）を通して、
フェイスプレート（32）内面に形成された蛍光体スクリ
ーン（36）に照射させる陰極線管（24）と、 該蛍光体スクリーン（36）に対向して該陰極線管（24）
内に配置され、該電子ビームが通る直線状スリット（34
a）が形成された規制板（34）と、 該スリット（34a）に対応して該フェイスプレート（3
2）外面に配置されたイメージセンサ（38）と、 を有することを特徴とする過渡発光現象測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1059096A JP2828256B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 過渡発光現象測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1059096A JP2828256B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 過渡発光現象測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238371A JPH02238371A (ja) | 1990-09-20 |
| JP2828256B2 true JP2828256B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13103461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1059096A Expired - Lifetime JP2828256B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 過渡発光現象測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828256B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2080988B1 (de) * | 2008-01-18 | 2012-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Messsystem und Verfahren zur Überwachung des Messsystems |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1059096A patent/JP2828256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02238371A (ja) | 1990-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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