SPC高精度時間相關單光子計數模塊TDC技術和TCSPC技術都是用來進行時間測量的技術手段，雖然應用范圍大致相同，但是原理卻不同。TDC原理如右圖所示。來自單光子探測器的光電子信號脈沖和來自激光器的參考脈沖輸入到延遲鏈中。時序邏輯查看延遲鏈中的數據，識別單光子和及激光脈沖的開始-停止對，并以此方式確定單光子在激光脈沖序列中的時間位置。然后，可以根據這些數據，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技術所基于的原理是：在記錄低強度、高重復頻率的脈沖信號時，由于光強很低，以至于在一個信號周期內探測到一個光子的概率遠遠小于1。因此，沒有必要考慮在一個信號周期內探測到幾個光子的情形。只要記錄 ...

間作用過程。時間相關單光子計數法（TCSPC）是目前測量熒光壽命的主要技術，其工作原理如下圖所示：使用一個窄脈沖激光激發樣品，然后檢測樣品發出的第一個熒光光子到達光信號接收器的時間。由時幅轉化器（time-amplitude,TAC）將該時間成比例地轉化為對應的電壓脈沖。再將該電壓脈沖通過A/D轉換通入多通道分析儀（multi-channel analyzer），在多通道分析儀中，這些輸出脈沖被依次送入各通道中，在對應通道中計入一個信號，表明檢測到壽命為該時間的一個光子，經過幾十萬次重復之后，各個通道累計的光子數不同，從而就獲得了與原始波形一致的直方圖，由于在某一時間間隔之內檢測到光子的幾率與 ...

可分兩大類：時間相關單光子計數器和單光子計數器/單光子探測器；前者更多被稱作時間相關單光子計數器（TCSPC），更多應用在比較關心單光子對應的時間信息,而其根據分辨率不同、通道數不同又存在差異；后者更多被稱為單光子探測器，因為其內部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景，應用更加偏重單光子的數量，這種產品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計數器的功能。本篇著重介紹后者，單光子計數器/單光子探測器（SPD）。基本框圖如下圖所示，主要由APD、偏壓控制、溫度控制、信號采樣、信號處理模塊、MCU控制器組成。圖1 系統框圖從上圖可看出，其核心部件是APD；當光照射在APD上，在 ...

基于VS2012搭建quTAG控制環境quTAG作為一款性能優異的TCSPC，其時間分辨率可達1ps，最高計數率可達25MHz；但是作為科研、工業使用的儀器，設備自帶的PC端操作軟件，可滿足絕大多數使用場合。對于需要集成在項目系統中，需要使用設備的API接口，將設備控制集成到系統中。基于此，我們以Visual Studio 2012開發環境搭建測試模板，也可以直接聯系我們獲取項目模板。1、新建工程模板；2、確定、保存，新建一個hello world；3、可以在qutools官網或者聯系我們下載QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip壓縮包，解壓后找到inc、lib文件夾。在工程目錄 ...

很多時候，原廠提供的軟件并不能針對性的滿足客戶的應用需求。每種產品客戶需要的基本功能相同，但客戶往往需要對于產品采集到的信息進行私有化地定制處理。這時候就需要進行適當地編程，即二次開發的工作。本文就如何初步進行二次開發及其常見問題，給出了基于Python和LabView兩門語言的簡單介紹。首先，我們需要的基本工作有三方面，其一是開發環境的安裝配置。其二是原廠提供的開發包及一些幫助說明文檔。最后是針對性的編程。一. 編程開發環境的安裝配置利用瀏覽器搜索Pycharm或者直接搜索網址www.jetbrains.com/pycharm下載社區免費版，下載完成后一鍵傻瓜式安裝即可。打開PyCharm， ...

PAD)上。時間相關單光子計數器以SPAD和激光的信號作為輸入，并將光子時間戳流輸出到計算機。實驗結果：附錄:1、體積反照率模型將三維場景坐標用(x,y,z)標記，可見曲面用(x',y',z=0)標記(見圖1)。常見的瞬態成像模型是共焦體積反照率模型ρ代表在有限場景空間Ω上的三維反照率體積。δ(·)將光的往返飛行時間和場景(x,y,z)與感知位置(x',y',z=0)之間距離的2倍聯系起來，c是光速。1/r4=(2/tc)4表示由于距離引起的輻照度衰減。將模型(1)離散化，沿著x-,y-,z-軸分別用N,N,M個點采樣有限Ω空間。瞬態τ已經被(2/tc)4預縮放 ...

; (d) 時間相關單光子計數 (TCSPC) 測量原理示意圖三．實驗過程3.1 SwissSPAD2技術概述本文使用的探測器是SwissSPAD2 (SS2)，這是一種高速、大尺寸SPAD成像傳感器，時間門集成在同一芯片上。該傳感器芯片由512×512像素組成，在這里測試的相機模塊中，只有472×256像素被啟用。像素間距為16.38μm，相鄰像素之間的串擾概率小于0.075%。由于每個像素的數字化特性(一個光子被檢測，或沒有)，相機捕獲二進制圖像，理想情況下是沒有讀出噪聲的，使其適合單光子成像。每個像素有一個1位的存儲電子器件，整個陣列以較高97.7kfps(每秒千幀)的速度被讀取。每25 ...

ting, 時間相關單光子計數）。目前，應用zui為廣泛的是TCSPC法，其基本原理是在一個極短的時間窗口內精確測量單個光子的到達時間。當激光或其他光源激發樣品時，樣品會發射熒光光子。這些光子傳播到檢測器，其中每個光子的到達時間都被記錄下來。記錄到達時間的數據可以被用來創建熒光壽命的時間衰減曲線，該曲線描述了熒光光子的時間分布。通過分析這些時間分布，可以獲得關于樣品的信息，如熒光壽命、發光光譜和熒光量子產率。其基本原理是測量光子到達探測器的時間。當一個光子被探測到時，會觸發一個計數器，記錄光子到達的時間。通過多次測量并記錄光子到達的時間，可以生成光子到達時間的分布曲線，如圖2所示，從而獲得有關 ...

基于SPAD單光子相機的LiDAR技術革新單光子光探測和測距（激光雷達）是在復雜環境中進行深度成像的關鍵技術。盡管zui近取得了進展，一個開放的挑戰是能夠隔離激光雷達信號從其他假源，包括背景光和干擾信號。本文介紹了一種基于量子糾纏光子對的LiDAR（光探測與測距）技術，該技術通過利用時空糾纏光子對及SAPD單光子相機的特性，顯著提高了在復雜環境中的探測精度和抗干擾能力。該技術使用SPAD單光子相機作為探測端，并通過內置的時間相關單光子步進偏移計數技術來提高測量時間精度。光源使用了一個基于β-鋇硼酸鹽（BBO）晶體的非線性光學晶體來產生糾纏光子對。通過精確控制光子對的發射和接收，以及利用SPAD ...

需要搭配一個時間相關單光子計數器（TDC）來使用，這就意味著會大大增加激光雷達系統的體積，但是激光雷達系統往往會伴隨著小型化的需求。面日益增長的研究需求與設備性能上限的沖突，Pi Imaging與上海昊量光電推出了單光子陣列探測器—SPAD23。SPAD23 設備采用了23個六邊形排列的硅基單光子雪崩二極管（SPAD），這種獨特的排列方式增加了有效探測面積，改善了傳統單點SPAD面積小的限制。并且突破了陣列探測器中絕大多數都無法突破的技術難題：填充因子。該設備的光敏面大小為1.3mm×1.3mm，每個像素的大小為23um，填充因子大于80%，單光子光電轉換效率為55%，對于探測面積、光的收集與 ...