定性分析用フォトン・カウンタ

(アンプの基本は元々ディジタル!!)


概要

分子の定性分析を行うもので、分子を溶かし込んだ溶液にレーザー光を照射し、反射光の光量分布によって得る方法である。

但し、ここに記載したのは20年前の一実験室の手法であり、これらの分析技術は現在はもっと進んだものが有るかも知れない。

ここで見てほしいのは、最終目的よりもその技術手段の内容である。



従来の方法

反射光は光電増倍管(フォトマルチプライア)で増幅されるが、増幅された結果の電流値で見てもpAのオーダーであり、ガルバノメータなどの超高感度メータによって測定されていた。

しかし、光電増倍管の動作原理からいって、光量子(フォトン)の数量を増倍するものであり、これを積分することで結果的に電流のアナログ値に変換したものであった事に注目して、フォトンによるパルス状の電圧をカウントすることで、更に高い分解能が得られるであろう事に着目した。



パルスカウンタによる方法


ガルバノメータをパルス増幅器とカウンタに置き換えて実現する。

但し、扱うレベルはパルス幅/周期とも10nsec以下のオーダーであること、及び、電圧波高値は100uV以下のレベルであることである。

これらを処理できるデバイスは当時では相当選択の幅が小さいものであったが、現在では殆ど問題無いはずである。



応用に付いて

様々な電子回路がディジタル化されているが、増幅器に付いては余り実用化されたものが見当たらない。

今後、次のようなものに応用されて行くであろう。

  1. 超低歪増幅器

  2. ローノイズアンプ

  3. 低ドリフト直流アンプ