時間分解フォトルミネッセンス測定装置
model:MTRPL-TiS+SD/YAG-SS

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■特徴

時間分解フォトルミネセンス(TRPL)法は、ピコ秒レーザー光により、半導体を光励起して、発生するフォトルミネッセンス光強度の時間推移を測定することにより、半導体中のキャリアダイナミックス(電子のふるまい)を測定することができます。電子- 正孔対再結合寿命は、半導体中の残留キャリア濃度や欠陥密度等の半導体の結晶性評価や物性研究の有効な手段の一つです。
本装置では、ピコ秒レーザーと分光器及びストリークカメラを組み合わせることにより、15psecの分解能で、時間分解フォトルミネッセンス(PL)スペクトル測定が可能です。PLスペクトルをピコ秒の時間領域で超高速時間分解することにより、発光減衰過程や発光スペクトルが時々刻々変化する様子、すなわち発光性分子の光ダイナミクスの直接観測が可能となります。

■仕様

基本性能

測定方式 30mmφ以下
蛍光寿命測定範囲 合成石英
励起光波長 345〜420nm or 360nm〜460nm
測定対象材料 窒素化合物半導体及び炭化ケイ素半導体
試料サイズ 2mmφ〜50.8mmφ

ピコ秒レーザー光源

  基本波 SHG波
波長可変範囲 700〜1000nm 345〜420nm or 360〜460nm
出力 1.5W@800nm
18.75nJ/pulse(typ)
6mW@8MHz
0.75nJ/pulse
パルス幅 2psec以下
繰返周波数 80MHz 8kHz〜8MHz
ビーム径 2mm以下
偏光 垂直 水平
付属品 光学調整用IRビュアー

YAGレーザー光源

波長 355nm
出力 8mJ/pulse
パルス幅 3〜5ns
繰返し周波数 1〜15Hz
ビーム径 3mmφ
偏光 垂直
出力安定度 <±1.3%
ビーム拡がり角 <3mrad
ジッター ±0.5ns

ストリートスコープ

波長 200nm-850nm
時間分解能 <15ps(シングルショット時)
掃引時間 1ns-10ms/フルスケール
トリガジッタ <20ps(最速レンジ)
掃引繰り返し周波数 単発-最大20MHz
外部制御機能 全機能USBによる外部制御

分光器

光学配置 ツェルニターナ型(収差補正トロイダルミラー付)
焦点距離 300mm
口径比 F/4
入射スリット幅 10μm〜3000μm可変
グレーティング 2枚まで装着可

グレーティング

  グレーティング1 グレーティング2
グループ数 50g/mm 100g/mm
ブレーズ波長 600nm 450nm
波長域 400-1200nm 300nm-700nm
観測波長範囲 約218nm 約109nm
分解能 約4.1nm 約2.1nm

データ解析装置

制御機能 ストリートスコープ 時間軸設定
ゲイン設定
シャッタ制御
分光器 中心波長設定
グレーティング選択
データ積算機能 フォトンカウンティング積算(Peak Detection,Slice)
アナログ積算
補正・較正機能 時間軸較正
波長軸較正
暗電流補正
感度ムラ補正
データ解析機能 フィッティング処理による3成分指数関数解析
プロファイル解析(波長軸、時間軸)

PINダイオード

最小入力レベル 1mW(f=80MHz,λ=800nm,FWHM<1PS時)
飽和出力レベル 1.5Vp-p(50Ω)
周波数帯域 <100MHz

ディレイユニット

ディレイ可変範囲 0ns〜31.96ns
飽和出力レベル 30ps,60ps,120ps,250ps,500ps,1ns,2ns,4ns,8ns,16ns

デジタルディレイジェネレータ

出力チャンネル数 4ch(A,B,C,D出力端子)
出力レベル TTL,ECL,NIM,VAR50Ω/HIGH
ディレイ設定範囲 0ps〜999.9s
ディレイ分解能 5ps
内部ディレイ時間 85ns
繰り返し周波数 Single〜1MHz
ジッタ 約100ps
インターフェース GPIB

光学系

ミラー 誘電体多層膜ミラー
波長範囲:300nm〜500nm
入射角:0〜45°
反射率:98〜99%以上
集光レンズ 合成石英平凸球面レンズ
焦点距離:200mm、400mm
アッテネータ 透過率:90%〜5%(連続可変)
光トリガビームサンプラ ビームサンプラ 合成石英 1式
波長モニタオプティクス 合成石英コンポーネント 1式
サンプルホルダ サンプルサイズ:2mmφ〜50.4mmφ
固定方式:クローチャック方式
XYZストローク:±30m
YAGレーザプラットホーム 光軸高さ 160mm用プラットホーム
クライオスタットプラットホーム 光軸高さ 160mm用プラットホーム

シンクロナスディレイジェネレータ

トリガモード INTERNALモード,EXTERNALモード,DUMPモード
入力信号,出力信号

Mode-lock IN

入力信号周波数 10MHz〜200MHz
入力信号レベル 0dBm〜15dBm
インピーダンス 50Ω

TRIG.IN

入力信号周波数 0MHz〜16MHz
入力信号レベル +0.25V〜+3V
インピーダンス 50Ω/High Z(10kΩ)

OUTPUT A

出力信号レベル 2V
インピーダンス 50Ω

OUTPUT B,C,D

出力信号レベル 2.5V
インピーダンス 50Ω

レーザーパルス波形モニタ

スキャンレンジ 150fsec〜15psec
最少パルス幅 <50fsec
最大パルス幅 3.5psec
直線性 Better 1% of Actual Scan Range
感度 10-4W2(光電子増倍管検出器)
1W2(フォトダイオード検出器)
波長レンジ NIR:700〜1000nm

レーザー波長モニタ

波長範囲 200〜850nm
スリット幅 5μm
波長分解能 1nm
ブレーズ波長 300nm
刻線本数 600lines/mm
ファイバ コア径600μm UV/VIS 2m

レーザー出力モニタ

  モニタ1 モニタ2
方式 サーマルセンサ サーマルセンサ
吸収体 BB型 P型
測定波長範囲 0.19-20μm 0.15-6μm
有効口径 φ9.5mm φ12mm
パワーレンジ 60μW-3W 60μW-3W
パワースケール 3W-300μW 3W-300μW
出力ノイズレベル 2μW 4μW
熱的ドリフト(30分以内) 5-20μW 5-30μW
最大平均パワー密度 200W/cm2 50W/cm2
応答速度 1.8秒 2.5秒
最大エネルギ密度
<100nsec
0.3J/ cm2 1J/ cm2
応答速度 バーグラフを用いたパワー測定 エネルギ測定 アベレージング 
露光モード 周波数表示 オート/マニュアルパワー
レンジ切り替え 測定波長補正 
初期設定モード(立上がり時の測定条件を記憶)ゼロオフセット設定自動
バックグランド光除去機能(PD300/PD300-3W)
ユーザー校正(校正ファクタ更新による再校正可能) 
アナログ出力(1Vフルスケール)

光学防振台

定盤寸法 2400×1500×209.5Hmm
全体寸法 2400×1500×800Hmm
定盤上面 端面より内部25XY-M6タップ加工、着磁性ステンレスSUS430 5Tmm
定盤下面 スチール材 SPHC 4.5Tmm
定盤側面 ビニールレザー貼り

ラック等

計測系関連ラック サイズ:600W×700D×1511.5Hmm
レーザー関連ラック サイズ:600W×700D×1511.5Hmm
コンピュータラック サイズ:650〜880W×700D×1150Hmm
チェア サイズ:620W×630D×800〜965Hmm

※本仕様および外観は改善のため予告無く変更することがあります。