时间相关单光子计数及时间标记相关产品
MultiHarp 150
高通量多通道事件计时器&TCSPC单元
- 分别有4通道,8通道和16通道版本
- 共用同步通道(最高支持1.2GHz计数率)
- 极高的可持续数据通量(时间标记模式下80Mcps,柱状图模式下180Mcps)
- 极短死时间(650ps)
- 通道之间无死时间影响
-
White Rabbit计时网络接口
- 用于自定义编程的驱动程序和演示代码
- NEW:分辨率5ps辨率5psNEW分辨率5ps:分辨率5psNEW:分辨率5ps
MultiHarp 150是一款即插即用型多通道事件计时器及时间相关单光子计数(TCSPC)系统,拥有极快的信号处理速度。 它通过USB 3.0高速接口与电脑连接。
可选多个输入通道
MultiHarp 150有4通道版本,8通道版本及16通道版本,各通道的时间分辨率为10ps(P)或80ps(N),通道之间相互独立,可被用于符合相关或者多路TCSPC的实验测量。另外,该产品有额外的共用同步接收端。Multiharp150是理想的符合相关或符合计数测量设备。同时也可被用于TCSPC数据采集。
极短死时间,高数据通量
Multiharp 150拥有650ps的死时间宽度,可以将最大计数率拓展到极致。单个脉冲循环中,该设备可以记录多个光子事件,极大的提高了计数效率。
可调延时功能
Multiharp 150在每个接收通道内都设置有延时功能,调节范围±100 ns,调节精度为10ps(P)或80ps(N)。
时间标记模式
在时间标记模式下,每个光子事件的具体抵达时间都被存储在文件中,后续可以对数据进行各种复杂的光子动态学相关分析。时间标记时间分辨(TTTR)模式的数据可以实时获取,用于监测荧光相关光谱(FCS)实验的进展,该模式下最高支持1Mcps计数率。同时,在该模式下,Multiharp 150可以与其他硬件同步,例如用于成的扫描台的同步。
White Rabbit界面功能
White Rabbit是一种高时间精度(亚纳秒级别)远距离同步计时网络,它基于以太网。而Multiharp150具备有该界面,使其可以连接到White Rabbit网络中。
型号 |
MultiHarp 150 P(5ps分辨率) |
MultiHarp 150 N(80ps分辨率) |
输入通道和公共同步通道 |
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输入通道数 |
4个(MultiHarp 150 4P),
8个(MultiHarp 150 8P),
或16个(MultiHarp 150 16P) |
4个(MultiHarp 150 4N),
8个(MultiHarp 150 8N) |
输入电压范围
(50欧阻抗) |
-1200mV~1200mV |
-1200mV~1200mV |
输入电压最大值(损伤电压) |
±2500mV |
±2500mV |
触发沿 |
上升沿或下降沿(软件设置) |
上升沿或下降沿(软件设置) |
触发脉宽 |
>0.4ns(上升时间最大20ns) |
>0.4ns(上升时间最大20ns) |
时间数字转换器 |
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最小时间分辨率 |
5ps |
80ps |
电子计时分辨率 |
<35ps rms(4和8通道版本)
<45ps rms(16通道版本) |
<85ps rms |
电子计时分辨率/√2 |
<25ps rms(4和8通道版本)
<32ps rms(16通道版本) |
<60ps rms |
死时间 |
<650ps(可调至160ns,步进1 ns) |
<650ps(可调至160ns,步进1 ns) |
最大同步频率
(周期脉冲序列) |
1.2GHz |
1.2GHz |
各通道可调延时 |
±100ns,步进5ps |
±100ns,步进80ps |
DNL |
<10%峰值,<1%rms(全量程范围) |
<10%峰值,<1%rms(前量程范围) |
直方图 |
||
计数深度 |
32bit(4 294 967 275 counts) |
32bit(4 294 967 295 counts) |
时间测量窗口 |
327ns ~ 2.74s |
5.24us ~ 21.99s |
最大时间通道数 |
65536 |
65536 |
各通道峰值计数率 |
1.5×109counts/s(2048 events) |
1.5×109counts/s(2048 events) |
各通道持续计数总速率 |
166×106counts/s(4P、8P)
332×106counts/s(16P) |
180×106counts/s |
TTTR |
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T2模式分辨率 |
5ps |
80ps |
T3模式分辨率 |
5ps,10ps,20ps……41.9μs |
80ps,160ps,320ps……335.5μs |
FIFO缓存深度 |
134 217 728 events |
134 217 728 events |
各通道峰值计数率 |
1.5×109counts/s(2048 events) |
1.5×109counts/s(2048 events) |
各通道持续计数总速率 |
80×10⁶counts/s |
80×10⁶counts/s |
运行条件 |
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电脑接口 |
USB3.0 |
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电脑要求 |
双核CPU以上,至少2GHz,内存4GB以上 |
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操作系统 |
Windows 8/10 |
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功耗 |
50W |
MultiHarp 150可被广泛应用于需求多个互相独立通道的TCSPC或时间标记系统中,例如:
- 时间分辨荧光
- 多色寿命成像
- 荧光寿命成像(FLIM)
- 磷光寿命成像(PLIM)
- 荧光相关光谱(FCS)
- 荧光寿命相关光谱(FLCS)
- 荧光共振能量转移(FRET)
- 超分辨显微(STED)
- 双聚焦荧光相关光谱(2fFCS)
- 脉冲交错激发(PIE)
- 荧光各向异性(偏振)
- 单分子探测/光谱学
- 单线态氧
- 时间分辨磷光(TRPL)
- TRPL成像
- 镧化物上转换
- Bunch纯度测量
- 激光测距
- 反聚束
- 扩散光学层析成像
- 符合相关
- 量子通讯
- 量子纠缠
- 量子传输
- 量子信息处理
- 正电子湮没寿命光谱
- 光电子设备的时间响应特性
- Thomas-Bollinger单光子法
- Hong-Ou-Mandel 效应
Multiharp 150自带软件的主要功能包括:设定采集参数,显示数据,读取和存储采集参数及数据。并提供有动态数据库和接口,可以被用于自定义编程。
该软件的主要操作模式如下:
积分模式
采用累积的方式采集数据,手动开始,可以设置为满足条件自动停止,或者手动停止。
示波器模式
自动重复采集数据,每次重复刷新都会覆盖前一次采集的数据。
时间分辨发射光谱(TRES)
用于控制单色仪,从而完成自动采集时间分辨发射光谱。目前支持的单色仪有:Sciencetech 9030, Sciencetech 9055, Acton Research SP-2155 以及 Acton Research SP-275
时间标记时间分辨模式(TTTR)
连续记录每个光子事件,包含有抵达时间信息,通道信息等。可被用于FCS,反聚束等实验。与扫描设备联用时,可以进行荧光寿命成像(FLIM)及其相关的实验。
TTTR 模式
在TTTR模式下,可以将单个计数事件直接记录到硬盘或计算机内存中。每个光子的时间信息将会作为一个事件记录被完整的保存下来,不经过任何计算和筛选。这个模式对于荧光动态过程的深入研究是非常有意义的。设备连续记录每个光子事件,包含有抵达时间信息,通道信息等。非常有利于如,photon burst 识别,FCS,爆发累积荧光寿命(BIFL)测量,FLIM,以及量子光学相关的应用。MultiHarp 150目前有T2和T3两种TTTR模式-这个概念最初是在Harp系列的产品中引入的。它们对输入通道的使用略有不同。通过使用合适的模式,可以涵盖非常广泛的应用。
T2模式
在T2模式下,没有所谓的同步信号输入,所有输入信号都被同等对待。一般情况下,各探测通道都会连接到单光子探测器,并且所有的光子事件都会被分别独立记录,包括其通道信息和绝对探测时间信息。如果数据量溢出,一个特别的溢出标记会被插入并记录,后续存储位置继续记录前一个溢出的数据,所以理论上支持无限溢出的数据流量。死时间只存在于每个通道内,而不存在于通道间。因此,互相关过程可以在0延迟的情况下被准确记录。这个特点可以适用于各种功能强大的新应用中,比如用一台该仪器实现延迟时间从皮秒到几小时不等的FCS探测。自相关也可以在全分辨率下计算,当然只能从大于死区时间的滞后时间开始计算。
T3模式
T3模式被专门用于和高重复频率的脉冲激光器联用,最高支持1.2GHz频率。激光器输出的同步信号被连接到Multiharp150上专用的独立共用同步接收端,总体的实验配置和TCSPC柱状图模式相似。除了常规的皮秒级别的启停计时外,还记录了通道数,每个事件的绝对探测时间。时间标签是通过简单地计算同步脉冲来获得的。因此,从T3模式的事件记录,可以精确地确定一个光子事件属于哪个同步周期。又因为精确地知道同步周期,因此这还允许相对于整个实验时间重构光子的到 达时间。如果数据量溢出,一个特别的溢出标记会被插入并记录,后续存储位置继续记录前一个溢出的数据,所以理论上支持无限溢出的数据流量。
外部标记信号
MultiHarp 150在TTTR模式支持记录多达4种不同的外部标记信号,这些外部标记信号可以通过SubD接口以TTL电信号的方式提供给仪器。这些标记被记录在TTTR数据流中。目前的主要应用方向是FLIM和基于FLIM的荧光共振能量转移(FRET),我们的MicroTime 200系统针对这两项应用集成了完备先进的荧光成像方案。
软件支持
设备自带软件包含有多种demo程序,可供参考和后续编译。同时,用户还可以考虑我们的SymPhoTime 64以及QuCoa两种软件,它们包含完备的采集,分析模块,可以为许多实验类型提供最专业的数据采集和处理。