TCSPC技术在荧光寿命成像显微镜中的应用荧光寿命成像显微镜(FLIM)利用荧光的寿命特性，因其对分子环境和分子构象变化的高度敏感性而得到广泛应用。FLIM已广泛应用于研究细胞代谢的自荧光分子成像。自荧光分子的FLIM以非破坏性的方式提供了对细胞健康的独特见解，经常用于研究活体动物。FLIM有利于探测荧光团的分子环境，以了解光强测量无法阐明的荧光团行为。图1中概述了时域和频域的FLIM测量，并在下面进行详细描述。简单地说，时域荧光寿命测量使用短脉冲光进行激发(相对于样品的寿命较短)，然后直接(即通过门控检测或脉冲采样)或使用时间分辨电子技术记录荧光分子的指数衰减如图1(a)及1(b)。另外，频 ...

TDC及TCSPC的技术原理-TCSPC高精度时间相关单光子计数模块TDC技术和TCSPC技术都是用来进行时间测量的技术手段，虽然应用范围大致相同，但是原理却不同。TDC原理如右图所示。来自单光子探测器的光电子信号脉冲和来自激光器的参考脉冲输入到延迟链中。时序逻辑查看延迟链中的数据，识别单光子和及激光脉冲的开始-停止对，并以此方式确定单光子在激光脉冲序列中的时间位置。然后，可以根据这些数据，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技术所基于的原理是：在记录低强度、高重复频率的脉冲信号时，由于光强很低，以至于在一个信号周期内探测到一个光子的概率远远小于1。因此，没有必要考虑在一个信号周 ...

款性能优异的TCSPC，其时间分辨率可达1ps，最高计数率可达25MHz；但是作为科研、工业使用的仪器，设备自带的PC端操作软件，可满足绝大多数使用场合。对于需要集成在项目系统中，需要使用设备的API接口，将设备控制集成到系统中。基于此，我们以Visual Studio 2012开发环境搭建测试模板，也可以直接联系我们获取项目模板。1、新建工程模板；2、确定、保存，新建一个hello world；3、可以在qutools官网或者联系我们下载QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip压缩包，解压后找到inc、lib文件夹。在工程目录下新建文件夹qutool，将刚才找到的inc、lib目 ...

光子计数法（TCSPC）是目前测量荧光寿命的主要技术，其工作原理如下图所示：使用一个窄脉冲激光激发样品，然后检测样品发出的第一个荧光光子到达光信号接收器的时间。由时幅转化器（time-amplitude,TAC）将该时间成比例地转化为对应的电压脉冲。再将该电压脉冲通过A/D转换通入多通道分析仪（multi-channel analyzer），在多通道分析仪中，这些输出脉冲被依次送入各通道中，在对应通道中计入一个信号，表明检测到寿命为该时间的一个光子，经过几十万次重复之后，各个通道累计的光子数不同，从而就获得了与原始波形一致的直方图，由于在某一时间间隔之内检测到光子的几率与荧光发射强度成正比，所 ...

基于SPAD单光子相机的LiDAR技术革新单光子光探测和测距（激光雷达）是在复杂环境中进行深度成像的关键技术。尽管zui近取得了进展，一个开放的挑战是能够隔离激光雷达信号从其他假源，包括背景光和干扰信号。本文介绍了一种基于量子纠缠光子对的LiDAR（光探测与测距）技术，该技术通过利用时空纠缠光子对及SAPD单光子相机的特性，显著提高了在复杂环境中的探测精度和抗干扰能力。该技术使用SPAD单光子相机作为探测端，并通过内置的时间相关单光子步进偏移计数技术来提高测量时间精度。光源使用了一个基于β-钡硼酸盐（BBO）晶体的非线性光学晶体来产生纠缠光子对。通过精确控制光子对的发射和接收，以及利用SPAD ...

扫描式荧光寿命成像技术简介一、扫描式荧光寿命成像技术的原理为了更详细地解释扫描式荧光寿命成像技术（FLIM），我们可以从其基本原理着手。FLIM是一种基于荧光寿命差异进行成像的技术，荧光寿命是指荧光分子在激发状态下保持的平均时间长度。这个时间由分子环境、化学组成以及与其他分子的相互作用等因素决定。在FLIM实验中，首先用激光激发样品，然后测量荧光分子返回基态前发射光子的时间。这个时间通常以皮秒到纳秒为单位，对于不同的荧光分子或同一种荧光分子在不同环境中，这个时间是变化的。通过分析这一时间的分布，可以得到荧光分子所处环境的信息。这些信息以颜色编码的形式在图像上显示，从而得到既包含空间分布又含有环 ...

射事件；一个TCSPC数据采集卡，来记录SPAD捕获到的事件；以及复杂的软件算法，用于分析荧光寿命数据。通过这些数据，研究人员可以建立微塑料的荧光特征库，使得未来的识别工作更加迅速和准确。此外，FLIM可以在不同环境下进行操作，包括水体和土壤样本中的微塑料检测，使其成为一种非常灵活和有用的环境监测工具。微塑料在环境中的积累对水生生物和食物链造成了直接影响。利用FLIM技术可以更准确地追踪微塑料的来源和传播路径，从而为制定有效的环境保护措施提供科学依据。对于该领域，昊量光电联合意大利FLIMLABS产品提供了一系列专为荧光寿命分析应用设计的产品，适用于该分析领域的集成。产品阵容包括皮秒半导体激光 ...

光子源偏振纠缠验证实验1900年，普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠下了基石。随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步胜利。从1900年到1913年，可以称为量子论的早期。以后，玻尔、索末菲和其他许多物理学家为发展量子理论花了很大力气，却遇到了严重困难。要从根本上解决问题，只有待于新的思想，那就是“波粒二象性”。光的波粒二象性早在1905年和1916年就已由爱 ...

条纹相机法与TCSPC法（Time-Correlated Single Photon Counting, 时间相关单光子计数）。目前，应用zui为广泛的是TCSPC法，其基本原理是在一个极短的时间窗口内精确测量单个光子的到达时间。当激光或其他光源激发样品时，样品会发射荧光光子。这些光子传播到检测器，其中每个光子的到达时间都被记录下来。记录到达时间的数据可以被用来创建荧光寿命的时间衰减曲线，该曲线描述了荧光光子的时间分布。通过分析这些时间分布，可以获得关于样品的信息，如荧光寿命、发光光谱和荧光量子产率。其基本原理是测量光子到达探测器的时间。当一个光子被探测到时，会触发一个计数器，记录光子到达的时 ...

扫描相机或 TCSPC 技术等直接或间接记录脉冲过后的荧光衰减过程，得到的是荧光强度（或光子数）随时间的变化关系，因此一般可通过曲线拟合得到荧光寿命。PA法最先被用于处理频域FLIM技术得到的荧光寿命数据，其相量由频域FLIM测量得到的解调系数和相位延迟来构建，是原始数据的直接表达。PA法同样适用于时域FLIM数据的分析，但需要先将时域的荧光衰减变换到频域。由 于时域FLIM中的TCSPC-FLIM目前应用最为广泛，因此 PA 法在该技术中的应 用也是报道得最多的。以下分别介绍这两类技术中PA法分析荧光寿命的基本原理，并结合荧光相量图的特点阐述其典型的应用思路。通过求解系统信号相移和解调系数， ...

R 薄膜的 TCSPC 分析的光致发光 (PL) 衰减曲线 (Iexc = 454 nm)。通过测量非富勒烯和富勒烯光敏薄膜的时间相关单光子计数（TCSPC），从电荷载流子动力学/动力学电荷载流子迁移的角度研究了非富勒烯受体OPD的快速响应时间的来源。根据吸光度和光致发光 (PL) 来选择激发波长。为了使 OPD 表现出快速响应时间，快速淬灭激子很重要。在这方面，有两个因素需要考虑：受体材料内的激子猝灭和在异质结中从供体到受体的电荷载流子转移。对于第一点，PC71BM 薄膜的单重态激子寿命τS1为10.72 ns，而 eh-IDTBR 薄膜的τS1短得多（6.39 ns）。 这是由于PC71B ...

由于死时间，TCSPC系统通常被设计成每个激发周期只记录一个光子。如果现在一个激发周期内出现的光子数量>1，系统通常只记录第一个光子而错过后面的光子。这将导致直方图中早期光子的过度表示，这种效应叫做“堆积”。因此，将具有多个光子出现的循环概率保持在较低水平至关重要，如下图所示。为了量化上面的要求，必须为寿命测试设置可接受的误差限制并应用一些数学统计。出于实际目的，可以使用以下经验方法检测：为了保持单光子统计，平均只有20-100个激发脉冲中的一个应该在检测器上产生计数。换句话说，检测器的平均计数率最多应为激发率的1%-5%。例如，使用 PicoQuant 的 PDL 系列脉冲二极管激光驱 ...

单光子计数（TCSPC）可以有效解决上述问题。通过周期性激发可以将数据收集扩展到多个激发和发射循环，因此可以从多个周期中收集到的单光子事件中重建单个周期的衰减曲线。该方法基于对单个光子的重复、精确定时配准。 计时的参考是相应的激发脉冲。 单光子灵敏探测器可以使用光电倍增管 (PMT)、微通道板 (MCP)或单光子雪崩二极管 (SPAD)。 假设每个周期记录一个以上光子的概率很低，每个时间段光子到达形成的直方图表示从单次时间分辨模拟记录中获得的时间衰减。 如有必要，可以通过衰减样品处的光来满足单光子概率的前提条件。如上图说明了如何在多个周期内形成直方图。激光脉冲反复激发产生光致发光。 激发和发射 ...

很多时候，原厂提供的软件并不能针对性的满足客户的应用需求。每种产品客户需要的基本功能相同，但客户往往需要对于产品采集到的信息进行私有化地定制处理。这时候就需要进行适当地编程，即二次开发的工作。本文就如何初步进行二次开发及其常见问题，给出了基于Python和LabView两门语言的简单介绍。首先，我们需要的基本工作有三方面，其一是开发环境的安装配置。其二是原厂提供的开发包及一些帮助说明文档。最后是针对性的编程。一. 编程开发环境的安装配置利用浏览器搜索Pycharm或者直接搜索网址www.jetbrains.com/pycharm下载社区免费版，下载完成后一键傻瓜式安装即可。打开PyCharm， ...

单光子计数（TCSPC）法。通过TRPL来进一步研究比较了TiO2-PAN和P25-PAN两种催化剂的光学性能。如图1所示，TiO2-PAN和P25-PAN的衰变曲线用双指数函数进行了很好的拟合，据此来计算他们的寿命。结果表明，TiO2-PAN相比于P25-PAN表现出更长的载流子寿命，分别为TiO2-PAN（2.075ns）和P25-PAN（1.275ns），进一步证明了TiO2-PAN的高效电荷分离。TiO2-PAN良好的光学特性是由于其粒径较小、结晶率较低，这有利于配体对TiO2的LMCT敏化有好处。因此，在可见光照射下TiO2-PAM作为LMCT的增敏剂表现出比P25-PAM更好的光催 ...

款性能优异的TCSPC，其时间分辨率可达1ps，最高计数率可达25MHz；但是作为科研、工业使用的仪器，设备自带的PC端操作软件，可满足绝大多数使用场合。对于需要集成在项目系统中，需要使用设备的API接口，将设备控制集成到系统中。基于此，我们以Qt Creator5开发环境搭建测试模板，也可以直接联系我们获取项目模板。1、新建工程模板：Project--->New--->Application(Qt)--->Qt Widgets Application--->Choose,选择项目名称，项目工作路径；再下一步--->下一步--->下一步，这里我们使用编译器如 ...

间数字转换器TCSPC、（超导）单光子探测器可以搭建一套基于时间相关的非视域探测系统，实现对视域外物体的高精度的定位，并初步得到物体的表面轮廓。实验过程：超快脉冲激光器发射出脉冲激光，经扫描振镜反射后照射在中介墙面上，经墙面漫反射后部分散射到达拐角处的物体，再经过物体表面反射后极小部分携带着物体信息的光返回墙面被单光子探测器（SPAD）所接收。脉冲激光器的电同步信号与探测器探测到的光子产生的脉冲序列，分别接入TCSPC模块的“开始”与“结束”通道，得到光子—时间的时间直方图，基于时间直方图的信息，通过椭球层析算法即可重构出拐角处物体的信息。图4.2.1实验装置图上述实验图为山东大学孙宝清教授组 ...

quTAG是一款时间-数字转换器，它测量电信号并记录相关时间标签。这种时间标签流可以用于各种各样的应用——测量范围从皮秒到几天。通用时间标记方法可用于相关测量(互相关、自相关)、寿命测量(start - stop)以及一次测量中的更多可能性。保存的时间标签流包含重建每次测量和分析所需的所有信息。1、软件安装。从附带的U盘中拷贝Daisy@QUTAG-V1.5.3.exe软件到目标目录下。正常完成软件安装。2、设备连接。将电源线与连接到设备背面110~230V交流接口。使用附带的USB 3.0线缆与PC连接。打开设备，启动Daisy.exe软件。3、切换到Detector Parameter标签 ...

光子计数器（TCSPC），更多应用在比较关心单光子对应的时间信息,而其根据分辨率不同、通道数不同又存在差异；后者更多被称为单光子探测器，因为其内部集成有APD可探测单光子，对于要求探测器精度不高的场景，应用更加偏重单光子的数量，这种产品既涵盖了单光子探测器的功能，又集成了单光子计数器的功能。本篇着重介绍后者，单光子计数器/单光子探测器（SPD）。基本框图如下图所示，主要由APD、偏压控制、温度控制、信号采样、信号处理模块、MCU控制器组成。图1 系统框图从上图可看出，其核心部件是APD；当光照射在APD上，在偏置电压下产生雪崩效应，此时经过APD流过大一定的电流，在采样电阻上产生电信号，该电压 ...

光电流成像/TCSPC荧光寿命成像/电感耦合等离子体发射光谱模块电化学等原位实验定制化服务激发光光纤接口3.荧光寿命成像模块测量范围100ps-10us时间分辨率<50ps探测效率高达49%死时间<77ns激发光波长 266nm-1990nm脉宽6ns重复频率31.15KHZ-80MHZ4.光电流成像模块探针台位移精度1um(X/Y),10um(Z)探针台移动范围 13mm(X/Y).20mm(Z)探针溢泄电流 10fA标准选配源表 Keithley 2400, 其他源表可做适配5.电感耦合等离子体发射光谱模块6.激发光及信号光偏振控制模块7.低波数拉曼模块 ...