- 三个并行 TCSPC / FLIM 通道 + 一个同步 / 参考通道或四个并行绝对定时通道
- 时间通道宽度低至 4 ps
- IRF 宽度 < 39 ps FWHM
- 典型定时抖动 16 ps RMS
- 出色的定时稳定性：超过 10 分钟的定时漂移 <5 ps RMS
- 低死区时间
- 可调 SYNC 延迟 ± 128 ns
- 峰值计数率高，高达 120 MHz
- 多达三个检测通道的并行 FLIM
- 快速采集 FLIM
- 记录荧光衰减和其他光学波形
- 荧光衰减和 FLIM 数据的多波长检测
- 光子时间和参数标记
- 低至 ps 范围的光子相关性
- 适用于 Windows 10 / 11 的免费仪器软件
- 使用bhPy进行自定义编程
Description
一般信息
SPC-QC-104 TCSPC / FLIM 模块有三个并行 TCSPC / FLIM 通道，在一块 PCI Express 板上有一个公共参考通道。此外，该模块还可使用四个绝对光子定时通道。该模块具有高时间和空间分辨率、高峰值计数率和超高定时稳定性。SPC-QC-104 提供用于记录光信号时间波形、顺序记录多波长记录、时间和参数标记记录、FLIM、空间和时间镶嵌 FLIM、触发累积快速时间序列曲线和图像以及同步 FLIM / PLIM 的常用模式。
包括测量软件
SPCM 操作和测量软件包含在所有 SPC 系列模块中。 SPCM 可在线计算和显示（2D、3D）在多种操作模式下获取的数据（衰变曲线、FCS、FCCS）。 SPCM 软件经过积极的持续开发。 SPCM 经常更新新功能和修正错误。 阅读更多...
如需快速在线视频 FLIM 流，请使用ExpressFLIM作为采集软件。
FLIM 和 FCS 数据分析
如需高级荧光寿命成像（FLIM）和单曲线数据分析，请使用SPCImage。
如需高级可视化和动态效应分析，请使用SPCDynamics。
如需高级荧光相关光谱（FCS）和交叉相关（FCCS）数据分析，请使用Burst Analyzer。
定制编程库（DLL、LabVIEW）
Specifications
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光子通道 |
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原理 |
恒定分数鉴别器 (CFD) |
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鉴频器输入带宽 |
4 千兆赫 |
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最佳输入电压范围 |
-30 mV 至 -500 mV |
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最小输入脉冲宽度 |
200 ps |
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阈值 |
0 至 -500 mV |
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零交叉调整 |
-100 mV 至 100 mV |
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同步通道 |
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原理 |
恒分数鉴频器 (CFD) |
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鉴频器输入带宽 |
4 千兆赫 |
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最佳输入电压范围 |
-30 mV 至 -500 mV |
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|
最小输入脉冲宽度 |
200 ps |
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|
阈值 |
0 至 -500 mV |
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零交叉调整 |
-100 mV 至 100 mV |
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频率范围 |
0 至 150 兆赫 |
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分频器 |
1 - 2 - 4 |
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可调延迟 |
± 128 ns |
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时间测量电路 |
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原理 |
时间数字转换器 |
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IRF 宽度，FWHM |
< 39 ps |
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典型有效值定时抖动 |
16 ps |
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时间范围，4096 个时间通道 |
16 ns 至 68 µs |
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最小时间/通道 |
4 ps |
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定时稳定性，范围 16 ns，超过 10 分钟 |
< 5 ps RMS |
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差分非线性度 |
< 1 % RMS |
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死区时间 |
8 毫微秒 |
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直方图模式 |
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方法 |
板载多维直方图绘制过程 |
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峰值计数率，每个通道 |
120 兆赫 |
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饱和计数率，连续 |
40 兆赫 |
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最大计数/时间通道（计数深度） |
216- 1 |
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最大时间通道数 |
65,536 |
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溢出控制 |
无、停止、重复和纠正 |
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采集时间 |
0.1 微秒至 100,000 秒 |
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显示间隔时间 |
10 毫秒至 100,000 秒 |
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重复时间 |
0.1 微秒至 100,000 秒 |
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与扫描同步（扫描同步输入模式 |
来自扫描设备的像素、行和帧时钟 |
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路由 |
4 位，TTL |
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计数使能 |
1 位，TTL |
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实验触发 |
TTL |
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数据采集 |
先进先出/参数标记模式 |
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方法 |
单个光子的参数标记，连续写入磁盘 |
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在线显示 |
衰变函数、FCS、交叉-FCS、PCH MCS 轨迹 |
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FCS 计算 |
多头算法、在线计算和在线拟合 |
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衰变次数/波形记录 |
无限制 |
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峰值计数率 |
120 兆赫 |
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持续计数率（总线传输限制） |
40 MHz（取决于软件） |
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最大计数/时间通道（计数深度） |
无限制 |
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最大时间通道数 |
4096 |
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板载 FIFO 缓冲器容量（光子数） |
1.750,000 |
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宏定时器分辨率，内部时钟 |
2 毫微秒，数据流中的 MOTF 条目标记溢出 |
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路由 |
4 位，TTL/CMOS |
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外部事件标记 |
4 位，TTL/CMOS |
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实验触发器 |
TTL/CMOS |
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输入实验触发器 |
TTL |
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数据采集 |
先进先出成像 |
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方法 |
根据时间和波长标记数据建立图像 |
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在线显示 |
相关区域的强度图像或寿命图像、衰减曲线 |
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与扫描仪同步 |
通过帧时钟、行时钟和像素时钟脉冲 |
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路由/波长/激光多路复用通道 |
1 至 16 |
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图像格式，每个通道 1 幅图像 |
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时间通道数 |
16 |
64 |
256 |
1024 |
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像素数 |
4096 x 4096 |
2048 x 2048 |
1024 x 1024 |
512 x 512 |
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操作环境 |
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操作系统 |
Windows 10、Windows 11 |
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总线连接器（插槽类型） |
PCIe |
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总功耗 |
约 12 W（+12 V |
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尺寸 |
205 毫米 x 110 毫米 x 15 毫米 |
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Downloads
Documents
Principles
一般说明
SPC-QC-104 TCSPC / FLIM 模块有三个并行 TCSPC / FLIM 通道，在一块 PCI Express 板上有一个公共参考通道。此外，该模块还可使用四个绝对光子定时通道。该模块具有高时间和空间分辨率、高峰值计数率和超高定时稳定性。SPC-QC 提供用于记录光信号时间波形、顺序记录多波长记录、时间和参数标记记录、FLIM、空间和时间镶嵌 FLIM、触发累积快速时间序列曲线和图像以及同步 FLIM / PLIM 的常规模式。SPC-QC 在 bh 的 SPCM TCSPC/FLIM 数据采集和控制软件下运行。数据分析由 bh 的 SPCImage NG 软件执行。并行记录三幅 FLIM 图像的示例如下图所示。
转换原理
与使用 TAC/ADC 原理的 SPC-130、-150、-160 和-180 TCSPC 模块不同，SPC-QC 使用直接时间数字（TDC）转换。两种原理如下图所示。左图为 TAC-ADC 原理。它在启动脉冲（通常是光子）和停止脉冲（通常是激光器的参考脉冲）之间使用线性电压斜坡。电压转换成数字数据字，表示激光脉冲序列中光子的时间。
TDC 原理如右图所示。探测器发出的光子脉冲和激光器发出的参考脉冲通过延迟元件链发送。定时逻辑查看延迟链中的数据，识别光子和激光脉冲的起始-停止对，从而确定光子在激光脉冲序列中的时间位置。根据这些数据，可建立通常的 TCSPC / FLIM 光子分布。
与 bh SPC-130 至 SPC-180 系列的比较
TDC 原理的优势在于定时电子元件可以在 FPGA（现场可编程门阵列）中实现。因此，可以在一块 TCSPC 板上实现多个记录通道。TDC 优于 TAC 的另一个特点是，TDC 原理的工作计数率极高。每个激光脉冲甚至可以检测到多个光子。在实际应用中，计数率受限于堆积、探测器-鉴别器组合的死区时间、高计数率下探测器定时性能的下降，当然还受限于样品在不发生光衰减的情况下提供计数率的能力。
缺点是时间分辨率比 TAC ADC 原理低得多。SPC-180NXX 和 SPC-QC-104 的电气 IRF 比较如下图所示。SPC-180NXX 的 IRF 宽度（左）为 2.8 ps FWHM，而 SPC-QC-104 的 IRF 宽度（右）为 39 ps FWHM。虽然 39 ps FWHM 对于 TDC 来说是一个极好的值，但 SPC-QC-104 并没有充分利用超快探测器（如 SSPD、MCP-PMT 和超快混合探测器）的全部时间分辨率。
另一个关键特性是定时稳定性。多年来，稳定性一直是 TDC 的难题。在 SPC-QC-104 中，新的 TDC 逻辑结构在很大程度上克服了稳定性问题。SPC-180 NXX 和 SPC-QC-104 的定时稳定性比较如下图所示。SPC-180 NXX 的 IRF 第一时刻稳定性优于 0.4 ps RMS，而 SPC-QC-104 则优于 5 ps RMS（注意时间尺度不同）。尽管 SPC-QC 无法达到 SPC-180NXX 的稳定性，但其可能出现的时序漂移仍远低于 IRF 宽度，因此在实际应用中很少出现问题。
摘要
SPC-QC-104 是基于 TDC 的 TCSPC FLIM 模块。它有三个并行 TCSPC/FLIM 通道和一个公共参考通道。此外，该模块还可使用四个并行绝对光子定时通道。该模块具有较高的峰值计数率和相当快的时间分辨率。SPC-QC-104 的电子 IRF 宽度小于 39 ps FWHM，内部定时抖动小于 19 ps RMS，定时稳定性为 5 ps RMS，可用于大量荧光衰减和 FLIM 应用。SPC-QC-104 尤其适用于需要多个并行检测通道，而 SPC-150 或 -180 模块的多模块系统显得过于笨重或功耗过高的应用。缺点是 SPC-QC-104 无法充分利用超快单光子探测器（如 SSPD、MCP-PMT 或混合 PMT）的时间分辨率。在使用此类探测器时，应使用 bh SPC 系列，最好是 SPC-150NX、SPC-150 NXX、SPC-180NX 或 SPC-180NXX。
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