JPH0749308A - 蛍光寿命測定装置 - Google Patents
蛍光寿命測定装置Info
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- JPH0749308A JPH0749308A JP21485493A JP21485493A JPH0749308A JP H0749308 A JPH0749308 A JP H0749308A JP 21485493 A JP21485493 A JP 21485493A JP 21485493 A JP21485493 A JP 21485493A JP H0749308 A JPH0749308 A JP H0749308A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001857 fluorescence decay curve Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来より構成が簡単で安価な蛍光寿命測定装
置を提供すること。 【構成】 ストップ用光パルスを得るための光路４に光
学遅延手段１９を介装すると共に、スタート用光パルス
とストップ用光パルスとを単一の電子増倍管２１で検出
するようにしている。
置を提供すること。 【構成】 ストップ用光パルスを得るための光路４に光
学遅延手段１９を介装すると共に、スタート用光パルス
とストップ用光パルスとを単一の電子増倍管２１で検出
するようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料の蛍光寿命を測定
する装置に関する。
する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料の蛍光寿命を測定する装置として、
時間相関光子計数法による蛍光寿命測定装置がある。従
来のこの種の蛍光寿命測定装置は、図４に示すように構
成されていた。すなわち、この図において、１は励起用
パルス光源、２は励起用パルス光源１から発せられる光
を二分割するビームスプリッタである。
時間相関光子計数法による蛍光寿命測定装置がある。従
来のこの種の蛍光寿命測定装置は、図４に示すように構
成されていた。すなわち、この図において、１は励起用
パルス光源、２は励起用パルス光源１から発せられる光
を二分割するビームスプリッタである。
【０００３】３，４は前記ビームスプリッタ２によって
分割された光がそれぞれ通過する光路で、一方の光路３
側には、光電子増倍管５および波高弁別器６が設けられ
ており、トリガー経路を構成している。また、他方の光
路４側には、光学フィルタまたは分光器などの分光手段
７を介して試料８が設けられており、励起経路を構成す
ると共に、試料８の後段の光路９側には、光学フィルタ
または分光器などの分光手段１０、減光フィルタまたは
光量絞りなどの減光手段１１、光電子増倍管１２、コン
デンサまたはコイルなどの電気遅延手段１３および波高
弁別器１４が設けられており、蛍光経路を構成してい
る。
分割された光がそれぞれ通過する光路で、一方の光路３
側には、光電子増倍管５および波高弁別器６が設けられ
ており、トリガー経路を構成している。また、他方の光
路４側には、光学フィルタまたは分光器などの分光手段
７を介して試料８が設けられており、励起経路を構成す
ると共に、試料８の後段の光路９側には、光学フィルタ
または分光器などの分光手段１０、減光フィルタまたは
光量絞りなどの減光手段１１、光電子増倍管１２、コン
デンサまたはコイルなどの電気遅延手段１３および波高
弁別器１４が設けられており、蛍光経路を構成してい
る。
【０００４】そして、１５は前記光電子増倍管５，１２
からの出力が入力される時間−電圧変換器（Time to Am
plitude Converter 、以下、ＴＡＣという）、１６はＴ
ＡＣ１５の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器、１７はマル
チチャンネル波高分析器またはコンピュータなどのデー
タ記憶装置である。
からの出力が入力される時間−電圧変換器（Time to Am
plitude Converter 、以下、ＴＡＣという）、１６はＴ
ＡＣ１５の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器、１７はマル
チチャンネル波高分析器またはコンピュータなどのデー
タ記憶装置である。
【０００５】このように構成された蛍光寿命測定装置に
おいては、励起用パルス光源１が閃光することにより発
せられる光は、ビームスプリッタ２で二分され、一方の
光は、光電子増倍管５にスタート用光パルスとして入射
する。他方の光は、分光手段７を経て試料８に照射され
る。そして、この照射により、試料８から蛍光が発せら
れるが、この蛍光は、分光手段１０を減光手段１１を経
て光電子増倍管１２にストップ用光パルスとして入射す
る。
おいては、励起用パルス光源１が閃光することにより発
せられる光は、ビームスプリッタ２で二分され、一方の
光は、光電子増倍管５にスタート用光パルスとして入射
する。他方の光は、分光手段７を経て試料８に照射され
る。そして、この照射により、試料８から蛍光が発せら
れるが、この蛍光は、分光手段１０を減光手段１１を経
て光電子増倍管１２にストップ用光パルスとして入射す
る。
【０００６】前記スタート用光パルスが入射することに
より、光電子増倍管５からは、図５（Ａ）に示すような
電気信号が波高弁別器６に対して出力される。そして、
波高弁別器６においては、波高弁別レベルＶ1 に満たな
い暗電流ノイズパルスはカットされ、波高弁別レベルＶ
1 以上であるトリガーパルスは、例えばＴＴＬレベルに
波形整形され、同図（Ｂ）に示すようなスタート用電気
パルスＰ1 として出力される。
より、光電子増倍管５からは、図５（Ａ）に示すような
電気信号が波高弁別器６に対して出力される。そして、
波高弁別器６においては、波高弁別レベルＶ1 に満たな
い暗電流ノイズパルスはカットされ、波高弁別レベルＶ
1 以上であるトリガーパルスは、例えばＴＴＬレベルに
波形整形され、同図（Ｂ）に示すようなスタート用電気
パルスＰ1 として出力される。
【０００７】一方、前記ストップ用光パルスが入射する
ことにより、光電子増倍管１２からは、図５（Ｃ）に示
すような電気信号が波高弁別器１４に対して出力され
る。そして、波高弁別器１４においては、波高弁別レベ
ルＶ2 に満たない暗電流ノイズパルスはカットされ、波
高弁別レベルＶ2 以上である試料８の蛍光に基づく光電
子パルスは、例えばＴＴＬレベルに波形整形され、同図
（Ｄ）に示すようなストップ用電気パルスＰ2 として出
力される。
ことにより、光電子増倍管１２からは、図５（Ｃ）に示
すような電気信号が波高弁別器１４に対して出力され
る。そして、波高弁別器１４においては、波高弁別レベ
ルＶ2 に満たない暗電流ノイズパルスはカットされ、波
高弁別レベルＶ2 以上である試料８の蛍光に基づく光電
子パルスは、例えばＴＴＬレベルに波形整形され、同図
（Ｄ）に示すようなストップ用電気パルスＰ2 として出
力される。
【０００８】前記試料８からの蛍光は、減光手段１１に
よって一つずつ分離できるほどに減光され、しかも、励
起用パルス光源１の閃光１回当たり光電子増倍管１２か
ら出力される光電子パルスが高々１個となるように調整
される。
よって一つずつ分離できるほどに減光され、しかも、励
起用パルス光源１の閃光１回当たり光電子増倍管１２か
ら出力される光電子パルスが高々１個となるように調整
される。
【０００９】そして、スタート用電気パルスＰ1 とスト
ップ用電気パルスＰ2 との時間間隔（ｔ1 −ｔ2 ）をＴ
ＡＣ１５においてアナログ電圧に変換し、このアナログ
電圧をＡＤ変換器１６においてディジタル信号に変換す
る。そして、このディジタル信号化された時間に対応し
た計数値は、データ記憶装置１７内のメモリに加算され
る。前記励起用パルス光源１の閃光１回あたりの計数値
は高々１個であるが、この閃光を約１００万回も繰り返
すことにより、図６に示すような時間対計数値の頻度分
布が得られ、この分布の蛍光減衰曲線の傾きから、前記
試料８の蛍光寿命を知ることができる。
ップ用電気パルスＰ2 との時間間隔（ｔ1 −ｔ2 ）をＴ
ＡＣ１５においてアナログ電圧に変換し、このアナログ
電圧をＡＤ変換器１６においてディジタル信号に変換す
る。そして、このディジタル信号化された時間に対応し
た計数値は、データ記憶装置１７内のメモリに加算され
る。前記励起用パルス光源１の閃光１回あたりの計数値
は高々１個であるが、この閃光を約１００万回も繰り返
すことにより、図６に示すような時間対計数値の頻度分
布が得られ、この分布の蛍光減衰曲線の傾きから、前記
試料８の蛍光寿命を知ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の蛍光寿命測
定装置においては、２つの光電子増倍管５，１２を用い
ていたため、構成部品が多くなり、構成が複雑であっ
た。ところで、この種の蛍光寿命測定装置の時間応答性
を良くしようとする場合、理想的には、前記光電子増倍
管５，１２として高速応答の光電子増倍管を用いればよ
い。しかし、光電子増倍管は、応答速度は速くなればな
るほど高価になり、例えば応答速度が１ナノ秒（１０億
分の１秒）の光電子増倍管は数万円程度であるが、応答
速度が０．０５ナノ秒のマイクロチャンネルプレート型
の高速応答の光電子増倍管は約１００万円もする。光電
子増倍管５，１２の両方を前記高速応答の光電子増倍管
で構成した場合、装置全体が大幅にコストアップする。
定装置においては、２つの光電子増倍管５，１２を用い
ていたため、構成部品が多くなり、構成が複雑であっ
た。ところで、この種の蛍光寿命測定装置の時間応答性
を良くしようとする場合、理想的には、前記光電子増倍
管５，１２として高速応答の光電子増倍管を用いればよ
い。しかし、光電子増倍管は、応答速度は速くなればな
るほど高価になり、例えば応答速度が１ナノ秒（１０億
分の１秒）の光電子増倍管は数万円程度であるが、応答
速度が０．０５ナノ秒のマイクロチャンネルプレート型
の高速応答の光電子増倍管は約１００万円もする。光電
子増倍管５，１２の両方を前記高速応答の光電子増倍管
で構成した場合、装置全体が大幅にコストアップする。
【００１１】そこで、装置の時間応答性を良くしようと
する場合、現実には光電子増倍管５，１２の何れか一方
（通常は光電子増倍管１２）のみを高速応答の光電子増
倍管で構成することが多い。しかしながら、この場合、
光電子増倍管５，１２の両方を高速応答の光電子増倍管
で構成する場合に比べると、装置全体の時間応答性が劣
るといった問題が残る。
する場合、現実には光電子増倍管５，１２の何れか一方
（通常は光電子増倍管１２）のみを高速応答の光電子増
倍管で構成することが多い。しかしながら、この場合、
光電子増倍管５，１２の両方を高速応答の光電子増倍管
で構成する場合に比べると、装置全体の時間応答性が劣
るといった問題が残る。
【００１２】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、従来より構成が簡単で安価な蛍光
寿命測定装置を提供することにある。
もので、その目的は、従来より構成が簡単で安価な蛍光
寿命測定装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る蛍光寿命測定装置は、ストップ用光パ
ルスを得るための光路に光学遅延手段を介装すると共
に、スタート用光パルスとストップ用光パルスとを単一
の電子増倍管で検出するようにしている。
め、本発明に係る蛍光寿命測定装置は、ストップ用光パ
ルスを得るための光路に光学遅延手段を介装すると共
に、スタート用光パルスとストップ用光パルスとを単一
の電子増倍管で検出するようにしている。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、蛍光寿命測定装置の構成が
簡単となり、仮に高速応答の光電子増倍管を用いたとし
ても、高速応答性の装置を従来に比べて安価に構成でき
る。
簡単となり、仮に高速応答の光電子増倍管を用いたとし
ても、高速応答性の装置を従来に比べて安価に構成でき
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る蛍光寿命
測定装置を示し、この図において、図４に示した符号と
同一符号は同一物を示している。図１に示した蛍光寿命
測定装置の構成において、図４に示したものと大きく異
なる点は、トリガー経路である光路３にミラー１８のみ
を設けたこと、励起経路である光路４に光学遅延手段１
９を設けたこと、蛍光経路である経路９と光路３との合
流点にビームスプリッタ２０を設け、このビームスプリ
ッタ２０の後段に唯一つの光電子増倍管２１を設けたこ
とである。
測定装置を示し、この図において、図４に示した符号と
同一符号は同一物を示している。図１に示した蛍光寿命
測定装置の構成において、図４に示したものと大きく異
なる点は、トリガー経路である光路３にミラー１８のみ
を設けたこと、励起経路である光路４に光学遅延手段１
９を設けたこと、蛍光経路である経路９と光路３との合
流点にビームスプリッタ２０を設け、このビームスプリ
ッタ２０の後段に唯一つの光電子増倍管２１を設けたこ
とである。
【００１７】より具体的に説明すると、前記ミラー１８
は、ビームスプリッタ２からの光を例えば９０°曲げ反
射光がビームスプリッタ２０に向かうように光路３中に
設けられている。また、光学遅延手段１９は、前記光電
子増倍管２１に対して到達する２つの光パルス、すなわ
ち、光路３を経たトリガーパルスと光路４，９を経た光
電子パルスとが光電子増倍管２１に到達する時間が異な
るようにするために設けられるもので、少なくともトリ
ガーパルスのパルス幅よりも十分長く遅延させるように
設けられ、この実施例においては、比較的長尺の光ファ
イバよりなる。
は、ビームスプリッタ２からの光を例えば９０°曲げ反
射光がビームスプリッタ２０に向かうように光路３中に
設けられている。また、光学遅延手段１９は、前記光電
子増倍管２１に対して到達する２つの光パルス、すなわ
ち、光路３を経たトリガーパルスと光路４，９を経た光
電子パルスとが光電子増倍管２１に到達する時間が異な
るようにするために設けられるもので、少なくともトリ
ガーパルスのパルス幅よりも十分長く遅延させるように
設けられ、この実施例においては、比較的長尺の光ファ
イバよりなる。
【００１８】そして、前記ビームスプリッタ２０は、光
路４，９を経てきた光をそれぞれ光電子増倍管２０に入
射させるように設けられている。また、光電子増倍管２
１の後段には、２つの波高弁別レベルＶ1 ，Ｖ2 （Ｖ1
＞Ｖ2 ）を有する２レベル波高弁別器２２が設けられて
いる。
路４，９を経てきた光をそれぞれ光電子増倍管２０に入
射させるように設けられている。また、光電子増倍管２
１の後段には、２つの波高弁別レベルＶ1 ，Ｖ2 （Ｖ1
＞Ｖ2 ）を有する２レベル波高弁別器２２が設けられて
いる。
【００１９】上記構成の蛍光寿命測定装置においては、
光電子増倍管２１から出力される信号は、図２（Ａ）に
示すように、トリガーパルス、これよりも後に現れる試
料８の蛍光による光電子パルスおよび暗電流ノイズパル
スを含んだものとなる。光電子増倍管２１からの電気信
号は、２レベル波高弁別器２２に送られる。
光電子増倍管２１から出力される信号は、図２（Ａ）に
示すように、トリガーパルス、これよりも後に現れる試
料８の蛍光による光電子パルスおよび暗電流ノイズパル
スを含んだものとなる。光電子増倍管２１からの電気信
号は、２レベル波高弁別器２２に送られる。
【００２０】２レベル波高弁別器２２では、波高弁別レ
ベルＶ2 に満たない暗電流ノイズパルスはカットされ
る。そして、波高弁別レベルＶ1 以上であるトリガーパ
ルスは、例えばＴＴＬレベルに波形整形され、同図
（Ｂ）に示すようなスタート用電気パルスＰ1 としてＴ
ＡＣ１５に向けて出力される。また、波高弁別レベルＶ
2 以上波高弁別レベルＶ1 未満の光電子パルスは、例え
ばＴＴＬレベルに波形整形され、同図（Ｃ）に示すよう
なストップ用電気パルスＰ2 としてＴＡＣ１５に向けて
出力される。スタート用電気パルスＰ1 とストップ用電
気パルスＰ2 との時間間隔は、ＴＡＣ１５において計測
され、以下、従来と同様にして処理される。
ベルＶ2 に満たない暗電流ノイズパルスはカットされ
る。そして、波高弁別レベルＶ1 以上であるトリガーパ
ルスは、例えばＴＴＬレベルに波形整形され、同図
（Ｂ）に示すようなスタート用電気パルスＰ1 としてＴ
ＡＣ１５に向けて出力される。また、波高弁別レベルＶ
2 以上波高弁別レベルＶ1 未満の光電子パルスは、例え
ばＴＴＬレベルに波形整形され、同図（Ｃ）に示すよう
なストップ用電気パルスＰ2 としてＴＡＣ１５に向けて
出力される。スタート用電気パルスＰ1 とストップ用電
気パルスＰ2 との時間間隔は、ＴＡＣ１５において計測
され、以下、従来と同様にして処理される。
【００２１】上述の実施例においては、２レベル波高弁
別器２２を一つだけ用いるようにしているが、図３に示
すように、光電子増倍管２１の後段に通常（１レベル）
の波高弁別器２３，２４を並列的に設け、両波高弁別器
２３，２４の出力をＴＡＣ１５に入力するようにしても
よい。
別器２２を一つだけ用いるようにしているが、図３に示
すように、光電子増倍管２１の後段に通常（１レベル）
の波高弁別器２３，２４を並列的に設け、両波高弁別器
２３，２４の出力をＴＡＣ１５に入力するようにしても
よい。
【００２２】また、上述の実施例においては、光学遅延
素子１９として光ファイバを用いているが、これに代え
て、複数のミラーを組み合わせてもよい。さらに、光路
３全体を光ファイバで構成してもよい。その場合、光路
３を経たトリガーパルスと光路４，９を経た光電子パル
スとが光電子増倍管２１に到達する時間が異なるように
配慮することは勿論である。
素子１９として光ファイバを用いているが、これに代え
て、複数のミラーを組み合わせてもよい。さらに、光路
３全体を光ファイバで構成してもよい。その場合、光路
３を経たトリガーパルスと光路４，９を経た光電子パル
スとが光電子増倍管２１に到達する時間が異なるように
配慮することは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来に比べて装置全体の構成が簡単となる。そして、仮
に高速応答の光電子増倍管を用いたとしても、高価な高
速応答の光電子増倍管を一つだけ用いるだけであるか
ら、高速応答性の装置を従来に比べて大幅に安価に構成
できる。
従来に比べて装置全体の構成が簡単となる。そして、仮
に高速応答の光電子増倍管を用いたとしても、高価な高
速応答の光電子増倍管を一つだけ用いるだけであるか
ら、高速応答性の装置を従来に比べて大幅に安価に構成
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る蛍光寿命測定装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本発明装置の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の他の一実施例を示す部分的なブロック
図である。
図である。
【図４】従来の蛍光寿命測定装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】従来装置の動作を示す波形図である。
【図６】データ記憶装置にストックされるデータを示す
波形図である。
波形図である。
１…励起用パルス光源、２…ビームスプリッタ、３，
４，…光路、１５…時間−電圧変換器、１９…光学遅延
手段、２１…電子増倍管、Ｐ1 …スタート用電気パル
ス、Ｐ2 …ストップ用電気パルス。
４，…光路、１５…時間−電圧変換器、１９…光学遅延
手段、２１…電子増倍管、Ｐ1 …スタート用電気パル
ス、Ｐ2 …ストップ用電気パルス。
Claims (1)
- 【請求項１】 励起用パルス光源から発せられる光をビ
ームスプリッタで二分割し、一方の光路をスタート用光
パルスを得るための光路とし、他方の光路をストップ用
光パルスを得るための光路とし、前記スタート用光パル
スに基づいて得られるスタート用電気パルスと前記スト
ップ用光パルスに基づいて得られるストップ用電気パル
スを時間−電圧変換器にそれぞれ入力するようにした蛍
光寿命測定装置において、前記ストップ用光パルスを得
るための光路に光学遅延手段を介装すると共に、前記ス
タート用光パルスとストップ用光パルスとを単一の電子
増倍管で検出するようにしたことを特徴とする蛍光寿命
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21485493A JPH0749308A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 蛍光寿命測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21485493A JPH0749308A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 蛍光寿命測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749308A true JPH0749308A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16662654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21485493A Pending JPH0749308A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 蛍光寿命測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749308A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101147487B1 (ko) * | 2010-07-13 | 2012-05-21 | 광주과학기술원 | 형광 수명 계산 시스템 및 그 방법 |
| KR20230047327A (ko) * | 2020-08-06 | 2023-04-07 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 시간 계측 장치, 형광 수명 계측 장치, 및 시간 계측 방법 |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP21485493A patent/JPH0749308A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101147487B1 (ko) * | 2010-07-13 | 2012-05-21 | 광주과학기술원 | 형광 수명 계산 시스템 및 그 방법 |
| KR20230047327A (ko) * | 2020-08-06 | 2023-04-07 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 시간 계측 장치, 형광 수명 계측 장치, 및 시간 계측 방법 |
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