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
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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。
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型号 |
MultiHarp 150 P（5ps分辨率） |
MultiHarp 150 N（80ps分辨率） |
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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） |
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输入电压范围
（50欧阻抗） |
-1200mV~1200mV |
-1200mV~1200mV |
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输入电压最大值（损伤电压） |
±2500mV |
±2500mV |
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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） |
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触发脉宽 |
>0.4ns（上升时间最大20ns） |
>0.4ns（上升时间最大20ns） |
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时间数字转换器 |
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最小时间分辨率 |
5ps |
80ps |
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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 |
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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 |
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死时间 |
<650ps（可调至160ns，步进1 ns) |
<650ps（可调至160ns，步进1 ns） |
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最大同步频率
（周期脉冲序列） |
1.2GHz |
1.2GHz |
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各通道可调延时 |
±100ns，步进5ps |
±100ns，步进80ps |
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DNL |
<10%峰值，<1%rms（全量程范围） |
<10%峰值，<1%rms（前量程范围） |
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直方图 |
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计数深度 |
32bit（4 294 967 275 counts） |
32bit（4 294 967 295 counts） |
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时间测量窗口 |
327ns ~ 2.74s |
5.24us ~ 21.99s |
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最大时间通道数 |
65536 |
65536 |
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各通道峰值计数率 |
1.5×109counts/s（2048 events） |
1.5×109counts/s（2048 events） |
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各通道持续计数总速率 |
166×106counts/s（4P、8P）
332×106counts/s（16P） |
180×106counts/s |
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TTTR |
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T2模式分辨率 |
5ps |
80ps |
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T3模式分辨率 |
5ps，10ps，20ps……41.9μs |
80ps，160ps，320ps……335.5μs |
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FIFO缓存深度 |
134 217 728 events |
134 217 728 events |
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各通道峰值计数率 |
1.5×109counts/s（2048 events） |
1.5×109counts/s（2048 events） |
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各通道持续计数总速率 |
80×10⁶counts/s |
80×10⁶counts/s |
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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 |
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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。