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單光子計數相機32x32 SPAD+TDC camera SPAD+TDC

單光子計數相機32x32 SPAD+TDC camera SPAD+TDC

TCSPC(時間相關單光子計數)相機基于32x32智能像素,每個像素包含一個SPAD(單光子雪崩二極管)探測器和一個時間數字轉換器(TDC)。

在2D /強度模式下,SPAD陣列每幀提供1024個“字”,每個“字”6bit(即單幀光子計數動態最多64光子)。在3D深度分辨/計時模式下,SPAD陣列每幀提供1024個“字”,每個“字”10bit(即單幀時間分辨低至312 ps,滿量程范圍320 ns)。幀數在burst模式下高達100kfps(即最小積分幀時間為10 us),連續模式為10kfps。

產品特點
  • 多模式
  • 光子計數
  • 2D圖像
  • 3D渡越時間
  • TCSPC(時間相關單光子計數)
  • 圖像尺寸:32x32 (1024) pixels
  • 像素內計數器:6 bit (光子計數)
  • 像素內TDC:10 bit (光子計時)
  • 最大幀數:100,000 fps (burst)/ 10,000 fps (continuous)
  • 時間分辨:312 ps – 0.9 ns
  • 滿量程范圍:320 ns – 0.92 μs
  • 硬件接口:USB 2.0
  • 軟件界面:MATLAB
主要應用
  • 單光子計數,計時和成像
  • 中長距離激光雷達
  • 醫學影像學,FLIM,FRET
  • 時間分辨光譜
  • 擴散光學層析成像
參數
Parameter Notes Min Typ Max Units
Resolution number of pixels 32x32 pixels
SPAD diameter diameter of the SPAD into each pixel 30 μm
Pixel pitch size of each pixel 150 μm
Pixel fill‐factor with no microlens 3.14 %
PhotonDetectionEfficiency(PDE) of SPAD detectors @ 420nm 50 %
@ 300nm and @650nm 20 %
@ 800nm 5 %
Dark count rate(DCR) with VEX=5V 100 cps
Afterpulsing with 20 ns hold‐off time 2.6 %
Optical cross‐talk between nearest pixels 0.01 %
Photon‐counting dynamics number of bits of the in‐pixel counter 6 bit
Photon‐timing dynamics number of bits of the in‐pixelTDC 10 bit
On‐board clock(fclock) adjustable through the GUI interface 70                            200 MHz
TDC least significant bit(LSB)[1] withfclock=200MHz 312 ps
withfclock=160MHz 390 ps
withfclock=70MHz 900 ps
TDC full‐scale range(FSR)[1] withfclock=200MHz 320 ns
withfclock=160MHz 400 ns
withfclock=70MHz 920 ns
Full‐scale depth range max scene depth, around the target distance (even kilometers from the camera, depending on the optical setup) 48 60 138 m
TDC single‐shot precision(FWHM) with clock=160MHz (all 32x32 TDC working in parallel) 660 ps
Frame‐rate Burst mode(limited by FPGA read‐out) no limit 100,000 fps
Continuous mode(limited by USB2.0 link) no limit 10,000 fps
Camera power supply +5 V
Lensconnector 12mm–F/1.4C‐Mount
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