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计数率和单光子统计

发布时间:2022-01-25 10:03:52 浏览量:2935 作者:Leaf

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计数率和单光子统计


在设置参数时,要保持每个激发周期记录超过一个光子的低概率,这是因为在一个光子事件发生后,探测器和电子设备至少有几纳秒的死时间,在这段时间,它们不能处理其他事件。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动器以 80 MHz 的重复频率运行时,检测器平均计数率不应超过4MHz,这导致了另一个问题:系统(检测器和电子设备)可以处理的最大计数率。



这是因为人们需要高计数率以快速获取荧光衰减直方图,比如在要研究动态寿命变化或快速分子转变或必须收集大量寿命样本(例如二维扫描成像)的情况下,这可能特别重要。PMT(取决于设计)可以处理高达每秒 1 到 20 百万次计数 (cps) 的计数率。基于老式 NIM 的 TCSPC 电子设备最多能够处理 50,000 到 500,000 cps。采用现代集成 TCSPC 设计,例如 TimeHarp 260,可实现高达 40 Mcps 的计数率。


韩国Nanobase 共聚焦光路结合PicoQuant单光子计数技术可实现高效率荧光寿命成像。


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