Gated ICCD Camera Series ゲートICCDカメラ シリーズ 微弱で瞬間的な発光現象を高感度撮影! 応用分野 放電、プラズマ現象の観察 エンジン内の噴霧・燃焼状態の観察 レーザアブレーションの観察 衝撃波の観測 レーザ核融合における高速現象観測 インクジェット吐出解析 C7972シリーズ キセノンフラッシュランプの放電観察 微 弱で 瞬 間 的 な発光現象を撮影。 ゲートICCDカメラシリーズは、高感度と高速ゲート動作(高速シャッタ)を 併せ持つ高速現象撮影用カメラです。CCDカメラとイメージインテン シファイア（以下I.I.）ユニットを接続することにより、高速現象の瞬間的 な挙動の撮影や微弱な発光を伴う瞬間的な現象の撮影を可能にしました。 高感度 ゲート時間・分光感度特性・解像度など用途にあわせ、豊富なラインアップ を用意しています。 特長 最短5 nsの超高速ゲート ・ナノ秒領域の超高速現象の時間分解イメージングが可能になりました。 オートディレイ機能による簡単時間分解イメージング ・任意の時間間隔でサンプリング方式による時間分解撮影を自動で行うことができます。 DICモードで超高速2画面撮影 （C11370-11-2) ・１台のカメラで最短1 μs間隔の連続した2枚の撮影が可能です。 最大4 ch同時撮影可能 （オプション） ・最短5 nsの連続した4枚の画像をシングルショットで撮影可能です。 ・4波長の画像を同時撮影可能です。 デジタル （12 bit） 画像の取り込み ・低ノイズのデジタルCCDカメラの採用により高S/Nの撮影が可能です。 量子効率50 ％の高感度 （GaAsP) フォトンカウンティングによる超高感度分光スペクトル測定 2 C11370-10-1 C11370-10-3 (カメラ：C8484-05G/C8484-05C) (カメラ：C10600-10B) 高速ゲート セレクション 用途に応じて多彩なラインアップから選択可能 仕様 （代表製品 ） 型名 C11370-10-1 C11370-20-1 C11370-30-1 C11370-11-2 特長 高解像度 近赤外高感度 可視高感度 DIC動作 370 nm∼920 nm 286 nm∼720 nm 185 nm∼850 nm GaAs GaAsP 5 ns 最小ゲート時間 160 nm∼900 nm 分光感度特性 マルチアルカリ 光電面 10 ns マルチアルカリ 1344×1024 CCD画素数 57 lp/mm 64 lp/mm I.I.解像度 1344×1024 ゲート繰り返し ① フレームレート 57 lp/mm 57 lp/mm 200 kHz 50 kHz 8 Hz 1 MHz ② 出力 12 bit デジタル データ解析装置 ③ C6808-36, -37 C6808-51, -52 ① 撮影コマ数とは異なります。 ② 連続した2画面のみの撮影になります。 ③データ解析装置は、 オプションです。 ※ C11370-X0-1シリーズとC11370-11-2 の有効撮像エリアは、13.0 mm×9.907 mmです。(X=1、2、3） 光電面別分光感度特性グラフ 分光感度範囲 100 ■ フレームレート:8 Hz GaAsP マルチアルカリ GaAs C11370-10-1 C11370-20-1 10 量子効率（％） C11370-30-1 ■ フレームレート:1 MHz C11370-11-2 200 400 600 800 1 1000 波長（nm） 0.1 0.01 200 400 600 800 1000 波長（nm） ■ 上記製品以外にも光電面やMCPの枚数、蛍光面の材料、撮像カメラを組み合わせて、 製品を提供することが可能です。 ● 型名表記の読み方 C11370-□□-□ ①② ③ ① 光電面 ① 1 2 3 光電面 マルチアルカリ GaAs GaAsP ③ CCDカメラ ② MCP枚数/蛍光面 ② 0 1 5 MCP枚数 1 1 2 蛍光面 P43 P46 P43 ③ 無 1 2 3 CCDカメラ カメラなし C8484-05G C8484-05C C10600-10B 3 基本原理 / 測定手法の紹介 基本原理 高感度 高速ゲートICCDカメラは、高感度と高速ゲート動作(高速シャッタ)を特長とするCCD カメラです。CCDカメラの前にI.I.を配置することにより高感度撮影機能に加えて高速ゲー ト動作を可能にし、高速現象の瞬間的な挙動を撮影したり、微弱な発光を伴う瞬間的な現 象を撮影することができます。また、繰り返し起こる現象であれば、ゲートのタイミング を遅延させて撮影することにより時間分解イメージの撮影が可能です。 高速ゲート ■ I.I.(イメージインテンシファイア) 光子を光電面で電子に変換し、その電子を数千倍に倍増させた後、 再び光子に変換します。 MCP 光電面 蛍光面 MCPの構造 出力電子 （数千倍） チャンネル MCP 入射電子 ファイバ オプティクス チャンネル壁 e e e e e e e e e e e e VD P e e P e P P P e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e イメージの増幅は、I.I.に内蔵されているMCPにより行われます。左図の ような蜂の巣状の細いチャンネル１本１本が2次電子増倍器になってい ます。1個の電子が、このチャンネルを通過する間に数千個の電子に増 倍されます。 ■ ゲート動作 高速なシャッタ機能です。ゲート信号を印加させた短時間の現象 を捉えることができます。 MCP 光電面 e e e e e e e e e e e 蛍光面 ファイバ オプティクス ゲート動作原理 光電面 MCP 蛍光面 光電面 MCP e e e e e e P e P e P e P e P e P e 蛍光面 P P P P P P 0V P 印加 e e P e P P P −200 V ゲート動作は、光電面とMCP-inの電位を変化させることで行います。 実際にはMCP-inを電位的に固定して光電面に負極性の高速パルスを印 加させることにより高速のゲート動作をさせます。この高速パルスの 幅がゲート時間になります。 ゲート信号 測定手法の紹介 1 2 3 4 4 サンプリング方式による 時間分解イメージング 高速ゲートによる バックグラウンド除去 パルスレーザとの 組み合わせで 蛍光(散乱)画像の撮影 DICモードによる 連続2画面の 高速撮影 繰り返し再現する現象の場合、各現象ごとにゲートのタイ ミングをずらしながら撮影することにより時間分解イメー ジの撮影が可能です。 計測したい現象がバックグラウンドに隠れてS/Nの良い映像 が得られない場合、計測したい現象にゲートのタイミングを 合わせて撮影することにより高S/Nの撮影が可能です。 パルスレーザと組み合わせてタイミングを合わせることによ り、観察したい物質や断面の蛍光像を撮影することができま す。 DICモードは、1台のゲートICCDカメラで最短1 μsのイン ターバルで連続した2画面を撮影することができるモードで す。再現性の無い現象の高速撮影が可能です。この機能は、 C11370-11-2にのみ動作可能な機能です。 測定例 ■ 高周波プラズマ内のLIFによるCF2の可視化 He 99 ％、CF 1 ％のガス中(1気圧)に直径6 mm、ギャップ間隔1 mmのアルミナ電極をセットして、 150 MHzの高周波によりプラズマを発生させている。 （励起波長：261.77 nm、ゲート幅：50 ns、光学フィルタの透過波長域：280 nm∼370 nm） 電極を横（I.I.）から見た図 四角で囲った部分の紫外光によ る像が左図、緑の部分がプラズマ ギャップ間隔500 μm ▲ギャップ間隔1 mm時のLIF発光像 （背景プラズマ光減算実施） ▲ギャップ間隔500 μm時のLIF発光像 ▲ギャップとプラズマ像の位置関係 （データ提供：大阪大学 大学院工学研究科・精密科学専攻 押鐘先生） ■ バーナー火炎の自発光ラジカル測定 OH 306.3 nm CH 431.4 nm 50 C2 516.5 nm CH, 431.4 nm C2, 516.5 nm 発光強度 (a.u.) 40 30 OH, 306.4 nm 20 10 0 350 400 450 500 550 600 650 700 波 長（nm） ▲ブンゼンバーナー火炎の自発光ラジカル像 （燃料：プロパンガス、露光時間：10 ms） ▲ブンゼンバーナー火炎の分光スペクトル （燃料：プロパンガス） ■ 大気圧空気中正極性ナノ秒パルス放電現象の観測 リファレンス T ns T + 1 ns T + 2 ns T + 4 ns (データ提供：熊本大学 工学部 電気システム工学科 浪平隆男先生) 5 アプリケーション紹介 多チャンネル計測 2方向同時撮影 チャンバ 2方向を同時に撮影 コントローラ カメラヘッドA C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR 2台のカメラを異なった向きで 配置、さらに同時撮影することに より、3Ｄでの解析が可能になり ます。 TRIG.IN TTL/50Ω POWER MONITOR OUT カメラヘッドB ディレイジェネレータ MENU DELAY OUTPUT STORE RECALL TRIG BUSY RATE INT us ms S TRIG GPIB TRIGGER POWER ps ns ON OFF LCD MUM REM BSP 7 8 ・ 4 5 0 1 2 B C +/- 9 6 EXP 3 EXC LCD To A B A B A D C D C D C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR ▲ カメラヘッドA画像（正面） TRIG.IN TTL/50Ω POWER ▲ カメラヘッドB画像（側面） MONITOR OUT コントローラ 2波長同時撮影 チャンバ 光束をミラーにより分岐、各々 のパスに必要な波長だけを透過す るバンドパスフィルタを挿入しま す。2台のカメラを同時撮影する ことにより、同じタイミングでの 異なった波長の画像を取り込むこ とが可能です。またフィルタを取 り外し、2台目のカメラのゲート 時間を１台目に対して遅らせるこ とにより、非常に短い間隔で2枚 の画像を取り込むこともできます。 解析用コンピュータ カメラヘッドA コントローラ 2波長を同時に撮影 C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR TRIG.IN TTL/50Ω DG535によるディレイ調整 POWER MONITOR OUT カメラヘッドB プリトリガ 1ch コントローラ カメラヘッドA ゲート C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR TRIG.IN TTL/50Ω POWER MONITOR OUT 2ch カメラヘッドB ゲート ディレイジェネレータ TRIG BUSY RATE INT us ms S TRIG MENU DELAY OUTPUT GPIB STORE RECALL TRIGGER POWER ps ns ON OFF LCD MUM REM BSP 7 8 ・ 4 5 0 1 2 B C +/- 9 6 EXP 3 EXC 現象 LCD To A B A B A D C D C D 解析用コンピュータ 分光スペクトル測定 DG535によるディレイ調整 分光器 分光スペクトル測定 分光器と組み合わせることによ り、高速な現象の波長解析が行え ます。分光器には3つのグレーテ ィングを内蔵できるため、測定波 長範囲、波長分解能を切り替えて 測定が行えます。（注１） 分光スペクトルを測定 プリトリガ カメラヘッド ゲート ディレイジェネレータ コントローラ C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR TRIG BUSY RATE INT us ms S TRIG MENU DELAY OUTPUT GPIB STORE RECALL TRIGGER TRIG.IN TTL/50Ω POWER ON OFF +/- BSP 7 8 ・ 4 5 6 EXP 0 1 2 3 EXC 9 現象 POWER ps ns LCD MUM REM MONITOR OUT LCD To A B A B A B C D C D C D 200 100 Trg 0 GPIB チャンバ 解析用コンピュータ 200 400 波長（nm) 600 多波長の分光スペクトルを測定 DG535によるディレイ調整 プリトリガ 分光器 多波長分光スペクトル測定 専用ファイバ（入射側5分岐） を分光器に取り付けることにより、 異なった5箇所の高速波長解析が 行えます。（注１） カメラヘッド ゲート ディレイジェネレータ コントローラ C7970-01 I.I. CONTROLLER PROTECT/ ERROR TRIG BUSY RATE INT us ms S TRIG MENU DELAY OUTPUT GPIB STORE RECALL TRIGGER POWER ON OFF +/- BSP 7 8 ・ 4 5 6 EXP 0 1 2 3 EXC 9 TRIG.IN TTL/50Ω POWER ps ns LCD MUM REM MONITOR OUT LCD To A B A B A B C D C D C 現象 D 200 100 Trg GPIB 0 200 400 波長（nm) 600 チャンバ 解析用コンピュータ ディレイジェネレータ 高速ゲート分光スペクトル測定 ICCDカメラで使用するレンズの 前に、バンドパスフィルタを装着、 タイミングをずらしながら複数枚 の画像を取得することにより、特 定の波長分布変化を、nsの時間分 解能で取り込むことができます。 TRIG BUSY RATE INT us ms S TRIG MENU DELAY OUTPUT GPIB STORE RECALL TRIGGER POWER ps ns LCD MUM REM BSP 7 8 ・ 4 5 0 1 2 B C 9 6 3 ON OFF +/EXP EXC LCD To A B A B A D C D C D 解析用コンピュータ カメラヘッド （注１）波長解析用には、別ソフトウエアが必要です。 6 周辺装置（オプション） データ解析装置 各種光学系 C6808-36、-37、-51、-52 デジタル ○ ○ ○ ○ 2台まで（-51のみ） ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○(-37、-52のみ） 型名 インターフェース ICCDカメラ ゲート時間 I.I.ゲイン 制御 ビニング 外部同期露光 対応カメラ台数 画像取得 ワンショット 連続取得 画像補正 暗電流補正 感度ムラ補正 歪補正 画像処理 プロファイル 統計処理 画像間演算 画像の拡大/縮小 輝度/コントラスト LUT タイミング DG535 制御装置 外部制御 画像ファイル データ保存 プロファイル 必須ハード パソコン本体 フレームグラバボード I/F規格 GP-IBボード OS ○ (一部機能のみ対応） TIFF(8/16 bit) DIB <BMP> (8 bit) TEXT AVI(8 bit) ○ IBM互換機 (デスクトップ） -36、-37 IEEE1394 -51、-52 Camera Link ○（-37、-52のみ） Windows7 ● FマウントUVレンズ A12692-01 焦点距離 明るさ 波長域 レンズマウント 105 mm F4.5 200 nm以上 Fマウント ● CマウントUVレンズ A4869 焦点距離 明るさ 波長域 レンズマウント アタッチメントサイズ 50.4 mm F3.5 200 nm以上 Cマウント 40.5 mm(P=0.5 mm) ● 拡大光学系 A7976-02 簡易拡大光学系で、可視域から近 赤外域の撮像に対応していますので、 フィルタを装着することにより各種 発光波長での画像を撮影できます。 対物レンズ 結像レンズ 波長域 フィルタ 光軸高さ 対物レンズ付け替え式（M Plan シリーズ） 同焦距離 95 mm オプション：5×,10×,20×,50×,100× 1× 355 nm ∼ 1064 nm 挿入可能（Φ25 mm,+0 mm/-0.3 mm用） 100 mm デジタルディレイジェネレータ DG535 汎用型のディレイジェネレータです。 内部基準信号または外部入力信号に 対して、4つの出力間のディレイ量を 独立に設定できます。ゲートICCDカ メラのゲートタイミングとパルスレ ーザあるいは、さらに多くの機器の 動作タイミングの制御に最適です。 出力チャンネル数 出力レベル ディレイ設定範囲 ディレイ分解能 内部ディレイ時間 繰り返し周波数 SYNC出力電圧 トリガ入力電圧 スレッショルド電圧 制御 ジッタ 電源 消費電力 4チャンネル（BNC） TTL, ECL, NIM, VAR 50 Ω/HIGH 0∼999.9 s 5 ps 85 ns single, 0.001 Hz∼1 MHz TTL, ECL, NIM, VAR 50 Ω/ HIGH 50 Ω/ HIGH 上昇/下降 ±2.56 V GPIB制御 60 ps ＋1E−6×ディレイ時間 AC 100 V、120 V、220 V 約100 VA 7 外観寸法図/アナログカメラシステム紹介 (単位：mm） ● C11370-xx-1、-2シリーズ（約2.0 kg） ● C11370-xx-3シリーズ（約2.8 kg） 1-32UNC 238±5 130±0.5 92±0.5 139.5±0.5 1-32UNC 40±0.2 42.5±0.5 50±0.2 50±0.2 95±0.5 188±5 130±0.5 92±0.5 外観寸法図 1/4-20UNC D=6 6-M4 D=6 40±0.2 42.5±0.5 50±0.2 50±0.2 1/4-20UNC D=6 6-M4 D=6 25±0.2 25±0.2 95±0.5 ● ゲートI.I.コントローラ（約2.8 kg） C11370 PROTECT/ ERROR TRIG.IN TTL/50τ 170±2 232±1 7±2 MONITOR OUT 74±1 I.I CONTROLLER POWER 23±2 260±2 308±1 ☆Windowsは米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。 ☆その他記載商品名・ソフト名は該当商品製造会社の商標または登録商標です。 ※カタログに記載の測定データおよびご提供者の氏名・所属等は、 データ取得時点のものです。 ※本カタログの掲載内容は、2014年7月現在のものです。本内容は改良のため予告なく変更する場合があります。 www.hamamatsu.com □ □ □ □ □ □ 仙台営業所 筑波営業所 東京営業所 中部営業所 大阪営業所 西日本営業所 〒980-0011 仙台市青葉区上杉1-6-11（日本生命仙台勾当台ビル2階） 〒305-0817 つくば市研究学園5-12-10（研究学園スクウェアビル7階） 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21（虎ノ門33森ビル5階） 〒430-8587 浜松市中区砂山町325-6（日本生命浜松駅前ビル4階） 〒541-0052 大阪市中央区安土町2-3-13（大阪国際ビル10階） 〒812-0013 福岡市博多区博多駅東1-13-6（竹山博多ビル5階） TEL TEL TEL TEL TEL TEL (022)267-0121 (029)848-5080 (03)3436-0491 (053)459-1112 (06)6271-0441 (092)482-0390 □ システム営業推進部 〒431-3196 浜松市東区常光町812 TEL (053)431-0150 FAX (053)433-8031 FAX FAX FAX FAX FAX FAX (022)267-0135 (029)855-1135 (03)3433-6997 (053)459-1114 (06)6271-0450 (092)482-0550 Cat. No. SHSS0018J03 JUL/2014 HPK