光电倍增管探测器 PMA

PicoQuant PMA 系列是一款高度集成的独立光电倍增管(PMT)单光子探测器模块。它内部巧妙地集成了高性能 PMT 裸管、高压电源、制冷单元(部分型号)以及信号放大与恒比鉴别电路(CFD),无需外部前置放大器即可直接输出标准的 NIM 单光子脉冲信号。该系列提供从紫外到近红外的多种光电阴极选择(如双碱、多碱、GaAsP 等),具备高达 8 mm 的超大感光面积,极大降低了光路与光纤耦合的难度。凭借约 150-250 ps 的优异时间分辨率、内部过载保护机制及优良的电磁屏蔽外壳,PMA 系列是常规时间分辨光致发光(TRPL)、荧光寿命成像(FLIM)等 TCSPC 应用中极其可靠且高性价比的经典之选。
Description
PQ
PICOQUANT PHOTON DETECTION
PMA Series
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PHOTOMULTIPLIER DETECTOR ASSEMBLY

PMA Series

光电倍增单光子探测器

面向超弱光、单光子计数和时间分辨测量的集成式 PMT 探测模块,提供蓝光敏感 PMA 175 与红端扩展 PMA 192 两种光电阴极,并可选择 OEM、带联锁快门或热电制冷版本。内置高压与 GHz 前置放大器,以 12 V 直流供电即可接入 TCSPC 或通用光子计数系统。

230–920 nm蓝光敏感至红端扩展
<180 ps FWHM渡越时间展宽
8 mm大有效探测直径
<50 cpsPMA 175 典型暗计数
LOW LIGHT · PHOTON COUNTING · TCSPC
PMA 系列产品图
PMA 175 / 1928 mm AREA12 V Operation
p4037-PMA.png
WHY PMA SERIES

大面积、低噪声且易于集成的经典 PMT 探测模块

相较小面积半导体单光子探测器,8 mm 有效面更易完成自由空间、光纤和光谱仪出口耦合;集成高压与前置放大后,只需低压供电即可获得标准计时脉冲。

01 / LARGE AREA

8 mm 有效探测面

提高光收集容差,降低对光斑尺寸和对准精度的苛刻要求,便于耦合光谱仪、积分光路与多模光纤。

02 / WIDE SPECTRUM

230–920 nm 可选覆盖

PMA 175 强调蓝光敏感与低暗计数;PMA 192 把响应扩展至 920 nm,适合红光和近红外边缘波段。

03 / INTEGRATED

高压与 GHz 前置放大内置

无需外置高压电源,12 V 供电即可输出 50 Ω 负脉冲;屏蔽外壳提升复杂实验环境中的长期稳定性。

PHOTOCATHODE MODELS

PMA 175 与 PMA 192:优先按发射波段选择

两款均具备 8 mm 有效面积、低于 180 ps 的 TTS 和 5 MHz 建议最大计数率,主要差别在光谱响应及红端扩展带来的暗计数水平。

BLUE SENSITIVE · LOW DARK

PMA 175

230–700 nm

蓝光敏感型光电阴极,在覆盖紫外边缘至可见光的同时保持低暗噪声,适合弱荧光、低背景发光和通用光子计数。

暗计数(20 °C)<50 cps
典型时间响应<180 ps
EXTENDED RED

PMA 192

230–920 nm

红端扩展型光电阴极,可覆盖深红至近红外边缘;建议优先选制冷版本,以把典型暗计数由 <10,000 cps 降至 <1,100 cps。

制冷暗计数<1100 cps
典型时间响应<180 ps
重要说明:PMA 175 / 192 表示光电阴极与光谱性能;OEM、PMA-M、PMA-C 表示外壳、快门、制冷和保护配置。订货时需要同时确定这两个维度。
HOUSING & PROTECTION OPTIONS

OEM、PMA-M 与 PMA-C 三类结构配置

从紧凑集成到完整制冷保护,可按整机设计、光路安全和暗计数要求选择。不同光电阴极可提供的结构组合应在订货时确认。

COMPACT OEM

OEM 模块

面向仪器内部集成,外形约 134 × 84 × 34 mm;不带安全快门,光路遮光和过曝保护需由整机系统负责。

INTERLOCK SHUTTER

PMA-M 标准型

带安全快门,可与样品仓盖或外部联锁连接;非制冷外形约 72 × 84 × 83 mm,适合实验室通用安装。

COOLED & PROTECTED

PMA-C 制冷型

集成热电制冷、快门与自动过载检测;过强光照时自动关闭快门,尤其推荐用于 PMA 192 红端扩展型号。

使用安全:OEM 型没有安全快门;即使选择 PMA-M 或 PMA-C,也应把自动保护视为最后防线。通电前应关闭强光并完成光密封,避免室内照明、显微照明或未衰减激光直接进入探测器。
SIGNAL OUTPUT & SYSTEM INTEGRATION

标准 50 Ω 负脉冲,直接连接计时电子学

所有 PMA 型号使用 SMA 母座输出高速负脉冲,可连接 PicoQuant TCSPC / Time Tagger 或兼容光子计数器;内置前置放大器针对时间敏感测量优化。

01 / PHOTON
弱光入射光谱 / 显微 / 自由空间
02 / PMT
光电倍增175 / 192 光电阴极
03 / PREAMP
GHz 前置放大形成高速负脉冲
04 / TCSPC
计数与时间标记寿命、相关与 ToF 分析
TIMING ELECTRONICS

PicoHarp / HydraHarp / MultiHarp

根据通道数、时间精度、死时间、吞吐和同步需求选择计时单元,并按 PMA 脉冲幅度正确设置 CFD 阈值。

SPECTROSCOPY

稳态与时间分辨光谱

适合连接单色仪、发光光谱仪及 FluoTime 系统,8 mm 有效面提高出口成像与光纤耦合容差。

OEM INTEGRATION

定制仪器与低照度检测

OEM 模块适合嵌入专用计数仪器;整机需承担遮光、快门、联锁、散热和过曝保护设计。

APPLICATIONS

从超弱光计数到时间分辨光谱与成像

PMA 更强调大面积光收集、低光照灵敏度、宽光谱与成熟 PMT 架构,适合通用光子计数及对耦合容差要求较高的系统。

λ

稳态与时间分辨光谱

荧光、磷光、TRPL、时间分辨发光和光谱扫描检测。

荧光显微与 FLIM

显微弱光检测、寿命成像、FRET-FLIM 与多通道光谱分辨成像。

τ

TCSPC 寿命测量

配合皮秒脉冲光源与计时器完成荧光衰减和载流子动力学测量。

通用光子计数

低照度分析、微弱发光、环境传感、计量与教学实验。

LiDAR / ToF

低光子通量飞行时间、时间门控、散射测距和卫星激光测距研究。

材料与器件表征

二维材料、太阳能电池、半导体、纳米材料与发光器件的弱光分析。

SELECTION GUIDE

先选波段,再选制冷与保护,最后匹配计时器

一套可用系统不仅由探测器决定,还需要匹配入射光水平、滤光、激发重复频率、计时器触发方式和数据分析目标。

STEP 1 · SPECTRUM

700 nm 以内优先 PMA 175

若目标信号不超过 700 nm,PMA 175 的低暗计数通常更有优势;需要覆盖 700–920 nm 时选择 PMA 192。

STEP 2 · HOUSING

低背景与红端优先制冷

红端扩展光电阴极暗计数较高,PMA-C 能显著降低背景;OEM 仅适合具备完整遮光与联锁设计的整机。

STEP 3 · TIMING

按总 IRF 与通道数选计时器

PMA 自身 TTS 低于 180 ps;整套 IRF 还受激光脉宽、光路色散、CFD 设置和计时电子学影响。

TECHNICAL SPECIFICATIONS

主要技术参数

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参数类别参数项目PMA 175PMA 192
光谱与探测性能波长范围230–700 nm230–920 nm
暗计数(未制冷,20 °C)<50 cps<10,000 cps
暗计数(制冷,20 °C)<50 cps<1,100 cps
渡越时间展宽 TTS<180 ps FWHM
最高光电阴极量子效率最高约 40%(取决于光电阴极与波长)
有效探测直径8 mm
时间与计数率建议最大计数率5 MHz
单电子响应宽度1.5 ns
脉冲上升 / 下降时间750 ps
典型系统响应示例官方示例 IRF 约 170 ps FWHM;实际值取决于整套系统
信号输出连接器SMA 母座
输出阻抗50 Ω
脉冲极性负极性
结构与保护OEM 结构无安全快门,面向整机集成
PMA-M 标准结构带安全快门,可接外部联锁
PMA-C 制冷结构热电制冷、快门及自动过载检测(适用于选定型号)
屏蔽外壳铁或镀镍铝壳,可带氮化钛或金精饰,提供 RF 与磁屏蔽
电源与尺寸供电输入12 V DC
最大电流(未制冷)200 mA
最大电流(制冷)450 mA
OEM 未制冷尺寸(宽 × 深 × 高)134 × 84 × 34 mm
PMA 未制冷尺寸(宽 × 深 × 高)72 × 84 × 83 mm
PMA 制冷尺寸(宽 × 深 × 高)120 × 84 × 110 mm
注:暗计数为 20 °C 环境下的典型规格;PMA 192 可向原厂咨询特殊低暗计数筛选。PMA 175 / 192 为光电阴极型号,OEM / PMA-M / PMA-C 为结构与保护选项,并非所有组合都一定作为标准配置提供。整套系统性能还取决于光源脉宽、光路、CFD 设置、计时电子学及软件,最终以订货时最新官方规格与配置确认单为准。
DETECTOR CONFIGURATION

按波段、暗计数和安全保护配置 PMA 探测系统

可根据超弱光计数、TCSPC、FLIM、TRPL、LiDAR 或通用光谱检测任务,组合 PMA 175 / 192、OEM / PMA-M / PMA-C 结构、皮秒光源、计时电子学与分析软件。

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资料依据:PicoQuant 官方 PMA Series 产品页及官方 Datasheet(August 2023)。
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