來(lái)自最新的國(guó)外文獻(xiàn)所示：時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器(TCSPC)和單個(gè)光子探測(cè)的時(shí)間計(jì)時(shí)器是許多量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用物理學(xué)等領(lǐng)域的強(qiáng)大工具。例如，使用TCSPC用于熒光壽命的測(cè)量，由于死時(shí)間損失和堆積，通常在速度上受到限制。我們證明，這種限制可以通過(guò)在保持高時(shí)間分辨率的同時(shí)，將計(jì)時(shí)電子器件的死時(shí)間減少到由探測(cè)器信號(hào)速度確定的絕對(duì)最小值來(lái)消除。快速數(shù)據(jù)采集的另一種補(bǔ)充方法是通過(guò)同時(shí)讀取許多檢測(cè)器通道進(jìn)行并行化處理。因此這對(duì)TCSPC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量提出了很高的要求和挑戰(zhàn)，尤其是在單個(gè)光子到達(dá)的時(shí)間標(biāo)記中。在這里，我們提出了一種新的設(shè)計(jì)方法，支持最多16個(gè)輸入通道，極短的死時(shí)間650 ps，非常高的時(shí)間標(biāo)記吞吐量，以及80 ps的時(shí)間分辨率（最新升級(jí)為10ps）。為了方便遠(yuǎn)程同步多個(gè)這樣的高精度儀器,全新的TCSPC電子器件提供了白兔（White Rabbit）光纖網(wǎng)絡(luò)接口。
除了天文學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究外，這種遠(yuǎn)程同步任務(wù)還經(jīng)常出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)間距離為數(shù)十公里的量子通信網(wǎng)絡(luò)中。除了展示新的TCSPC電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果外，我們還展示了光譜分辨和高速熒光壽命成像在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用結(jié)果。此外，我們還展示了在高光子通量下，如何糾正探測(cè)器信號(hào)中的脈沖堆積，以及該數(shù)據(jù)采集方案在準(zhǔn)確性和效率方面的表現(xiàn)。
文獻(xiàn)出處：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5121412
文中所提到的TCSPC電子器件，來(lái)自德國(guó)PicoQuant公司研制的MultiHarp150，該TCSPC電子器件是一款簡(jiǎn)單易用，即插即拔的多通道事件計(jì)時(shí)器和時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器，它具有以下優(yōu)勢(shì)：
可選多個(gè)輸入通道
極短死時(shí)間，高數(shù)據(jù)通量
Multiharp150擁有650ps的死時(shí)間寬度，可以將最大計(jì)數(shù)率拓展到極致。單個(gè)脈沖循環(huán)中，該設(shè)備可以記錄多個(gè)光子事件，極大的提高了計(jì)數(shù)效率。
可調(diào)延時(shí)功能
Multiharp 150在每個(gè)接收通道內(nèi)都設(shè)置有延時(shí)功能，調(diào)節(jié)范圍±100 ns，調(diào)節(jié)精度為80ps（最新升級(jí)為10ps）。
時(shí)間標(biāo)記模式
在時(shí)間標(biāo)記模式下，每個(gè)光子事件的具體抵達(dá)時(shí)間都被存儲(chǔ)在文件中，后續(xù)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種復(fù)雜的光子動(dòng)態(tài)學(xué)相關(guān)分析。時(shí)間標(biāo)記時(shí)間分辨(TTTR)模式的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)獲取，用于監(jiān)測(cè)熒光相關(guān)光譜(FCS)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，該模式下最高支持1Mcps計(jì)數(shù)率。同時(shí)，在該模式下，Multiharp 150可以與其他硬件同步，例如用于成的掃描臺(tái)的同步。
White Rabbit界面功能
White Rabbit是一種高時(shí)間精度(亞納秒級(jí)別)遠(yuǎn)距離同步計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它基于以太網(wǎng)。而Multiharp150具備有該界面，使其可以連接到White Rabbit網(wǎng)絡(luò)中。
? 4、8或16個(gè)獨(dú)立輸入通道
? 一個(gè)共用同步通道（高達(dá)1.2GHz同步速率）
?持續(xù)高速數(shù)據(jù)處理（TTTR模式下計(jì)數(shù)率達(dá)80MHz，Histogrammer模式下計(jì)數(shù)率達(dá)180MHz）
? 分辨率高達(dá)10ps（產(chǎn)品預(yù)售，接受預(yù)定）
? 各通道超短死時(shí)間（650ps），各通道間無(wú)死時(shí)間串?dāng)_
? USB3.0接口
? 用于外部同步信號(hào)或其他events的marker輸入端口
? “白兔（WhiteRabbit）”接口
? 時(shí)間分辨熒光或磷光光譜
? 符合相關(guān)，光子反聚束（Antibunching）
? 量子光學(xué)
? FLIM，F(xiàn)RET，F(xiàn)CS
? 多色壽命成像
? 時(shí)間飛行（ToF）測(cè)量，激光雷達(dá)
? 單分子光譜（SMS）探測(cè)
