TPX3Cam用于纳秒光子时间戳的高速光学相机

荷兰ASI出品的TPX3Cam是一款用于光学光子时间戳的快速光学相机。它基于一种新型硅像素传感器，并结合了Timepix3 ASIC和读出芯片技术，适用于电子、离子或单光子等需要时间分辨成像的各种应用。TPX3Cam可以很容易地集成在桌上型研究装置中，也可以集成在同步加速器或自由电子激光环境中。

使用TPX3Cam，可在速度映射成像设备中测量电子和离子。纳秒级的时间分辨率和数据采集速率使我们能够以前所未有的方式进行测量。TPX3Cam能够在400至1000 nm波长范围内以高量子效率同时对超过1000个光子的闪烁光进行成像和时间戳记。它可以在VMI（速度映射成像）装置中高效地记录撞击在MCP（微通道板）上的离子。 MCP耦合到一个快速P47磷光体屏，该屏产生响应离子撞击MCP的闪烁光。TPX3Cam放置在真空之外，能检测来自磷光体屏的闪光。在TPX3Cam中，所有单个像素都可独立工作，且能对伴随发生的'事件'进行时间戳记。 这就将成像传感器变成了快速数字转换器阵列，具有并行作用的空间和时间分辨率，因此可以同时记录多个离子种类，允许进行符合测量和协方差分析。

 

TPX3Cam的优势：

● 增强光敏度的硅传感器

● 波长范围：400 - 1000 nm

● 每一像素同时检测时间（ToA）和强度（ToT）

● 时间分辨率1.6 ns，有效帧速率> 500 MHz

● 无损、数据驱动读出速度高达80 Mhits / s

● 置于真空之外的光学设计，使用灵活

 

离子和电子成像应用：

TPX3Cam的应用包括飞行时间质谱中离子的空间和速度映射成像; 离子和电子的符合成像，以及其他时间分辨类型的成像光谱。 TPX3Cam能够以1.6纳秒的时间分辨率对离子撞击进行检测和时间戳记，从而可以同时记录所有碎裂离子的离子动量图像，并避免探测器需要对单个碎裂离子的门选择。这种单探测器设计简单，灵活，并且能够进行高度差分测量。

在德国汉堡同步加速器的FLASH光源上用TimepixCam（TPX3Cam的早前型号）记录到的CH2IBr的离子飞行时间质谱，这是在用强激光脉冲进行强场电离之后获得的，也带有飞行时间质谱中每个峰的相机图像。

 

单光子成像（FEL）：

增强版TPX3Cam可以是单光子敏感的。在这种配置下，相机与现成的图像增强器结合使用。应用包括宽视场时间相关单光子计数(TCSPC)成像，磷光寿命成像和任何需要时间分辨单光子成像的应用。

 

TPX3Cam技术指标

传感器			读出死时间	在允许的流量以内死时间为零
材料	增强光敏度的硅传感器		时间分辨率	1.6 ns
波长范围	400 - 1000 nm		有效帧速	> 500 MHz
检出限	~1000 photons per pixel hit		像素撞击死时间	~1 μs
光学			读出模式	数据驱动，采用每个像素ToA和ToT同时检测时间和强度
活区面积	14.1 x 14.1 mm2
成像芯片			外接快门控制	是
类型	Timepix3		外部信号时间戳	260 ps
像素尺寸	55 μm		重量	2.2 kg
像素数量	256 x 256		尺寸(长x宽x高)	28.5 x 80 x 90 cm3
阈值数	1		冷却	空气冷却

 

Amsterdam Scientific Instruments

ASI is a spin-off company from Nikhef, the Dutch research institute for particle physics. The company brings to the market unprecedented detector technologies developed by the joint efforts of the Nikhef institute, the Medipix collaboration (CERN) and the ASI team. The broad experience of ASI’s team in various applications makes ASI products a unique and reliable out of the box solution for industry and research institutions.

ASI’s technology can be used in multiple applications such as:

            ●Energy resolved X-ray

            ●Computed tomography

            ●Fast product-line X-ray inspection

            ●Electron microscopy

            ●Mass spectrometry