創(chuàng)銳光譜發(fā)布自研高性能 TCSPC模塊TAU-200與一體化熒光成像解決方案
前言
時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)(Time-Correlated Single Photon Counting,TCSPC),是時(shí)間分辨熒光光譜與熒光壽命成像(FLIM)研究的底層核心技術(shù)。長(zhǎng)期以來(lái),這一領(lǐng)域的核心硬件幾乎被少數(shù)國(guó)際品牌所壟斷,國(guó)內(nèi)用戶(hù)在采購(gòu)、維護(hù)、二次開(kāi)發(fā)等方面均受到不同程度的制約。
基于時(shí)間分辨光譜技術(shù)的深厚底蘊(yùn),創(chuàng)銳光譜正式發(fā)布具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCSPC模塊-TAU-200,以及軟硬件一體化的完整熒光成像解決方案。這不僅是一張國(guó)產(chǎn)替代的答卷,更是創(chuàng)銳光譜在全棧自研道路上的一次重要里程碑。

TAU-200 TCSPC模塊
自研TCSPC模塊
國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)再次突破
TCSPC模塊的核心難點(diǎn)在于對(duì)每一個(gè)光子到達(dá)時(shí)刻的精確計(jì)時(shí),這對(duì)電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與系統(tǒng)集成能力均提出了高要求。
TAU-200采用TDC(Time-to-Digital Converter)方案,在計(jì)時(shí)精度、死時(shí)間控制、數(shù)據(jù)傳輸速度等關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到行業(yè)水平的同時(shí),還具備良好的可擴(kuò)展性,能夠靈活適配不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與用戶(hù)需求。

熒光紙片(高信噪比標(biāo)準(zhǔn)樣品)
測(cè)試條件:405 nm激發(fā),重復(fù)頻率5 MHz。

TAU-200與某國(guó)際品牌產(chǎn)品的熒光紙樣品采集數(shù)據(jù)比較
從峰值到三個(gè)數(shù)量級(jí)的衰減動(dòng)態(tài)范圍內(nèi),兩條曲線(xiàn)幾乎重疊,TAU-200在常規(guī)熒光壽命測(cè)量中已達(dá)國(guó)際產(chǎn)品精度。
RuCl?(微秒級(jí)壽命樣品)
測(cè)試條件:405 nm激發(fā),1.25 MHz重復(fù)頻率。

RuCl?的熒光壽命在亞微秒量級(jí),對(duì)TCSPC卡的死時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)基穩(wěn)定性要求更高。如圖,TAU-200與國(guó)際產(chǎn)品采集的結(jié)果吻合。
鈣鈦礦薄膜
測(cè)試條件:405 nm激發(fā),2.5 MHz重復(fù)頻率。

TAU-200與某國(guó)際品牌產(chǎn)品的鈣鈦礦薄膜樣品采集數(shù)據(jù)比較
鈣鈦礦材料的熒光衰減動(dòng)力學(xué)測(cè)試是揭示相應(yīng)載流子復(fù)合、提取等過(guò)程的關(guān)鍵手段,對(duì)設(shè)計(jì)、改進(jìn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池并提高光電轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要。實(shí)測(cè)對(duì)比顯示,TAU-200可適配光伏、發(fā)光器件等領(lǐng)域嚴(yán)苛的瞬態(tài)光譜測(cè)試需求。
有機(jī)晶體(毫秒級(jí)長(zhǎng)壽命樣品)
測(cè)試條件:405 nm激發(fā),樣品為兩種分子晶體樣品(Tc-FR、Tc-2BrFR)。

TAU-200長(zhǎng)壽命樣品采集數(shù)據(jù)結(jié)果
長(zhǎng)壽命熒光樣品(Tc-FR、Tc-2BrFR)測(cè)試中,TAU-200可精準(zhǔn)捕捉慢衰減信號(hào),時(shí)間分辨能力與國(guó)際品牌無(wú)差異。
熒光壽命成像測(cè)試

搭配TAU-200和自研振鏡控制卡的激光共聚焦掃描成像系統(tǒng)測(cè)試實(shí)例
創(chuàng)銳光譜FLIM300熒光壽命成像系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)全面自主化開(kāi)發(fā)和性能升級(jí)
創(chuàng)銳光譜同步推出自研振鏡控制卡GCC-100,并與TAU-200有效集成,構(gòu)建全自主化激光掃描共聚焦熒光強(qiáng)度/熒光壽命成像系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)在于,兩大核心板卡自主研發(fā),軟硬件深度聯(lián)動(dòng)、協(xié)同優(yōu)化,從底層解決異構(gòu)系統(tǒng)的兼容性難題。
該套系統(tǒng)擁有極快的掃描速度,對(duì)比傳統(tǒng)位移臺(tái)掃描,速度提升22倍以上!
振鏡掃描與位移臺(tái)掃描對(duì)比視頻
(點(diǎn)擊播放)
振鏡掃描(左)原視頻4分鐘, 8倍加速;
位移臺(tái)掃描(右),原視頻90分鐘,100倍加速
振鏡掃描(左)原視頻4分鐘, 8倍加速;
位移臺(tái)掃描(右),原視頻90分鐘,100倍加速
成像系統(tǒng)核心能力一覽

熒光壽命成像測(cè)試中,對(duì)細(xì)胞樣品與鈣鈦礦薄膜均實(shí)現(xiàn)了清晰的壽命成像,空間分辨與壽命提取精度均滿(mǎn)足科研需求。
整套方案適用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、光電器件、化學(xué)分析等多個(gè)研究場(chǎng)景,真正實(shí)現(xiàn)了時(shí)間分辨與空間分辨的高度融合。
軟硬件一體化
從采集到分析,全鏈路自主可控
除硬件實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)外,團(tuán)隊(duì)同步打造了全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件系統(tǒng):熒光壽命成像采集軟件FluoTrace及分析軟件FluoView,覆蓋數(shù)據(jù)采集、分析處理全流程。

熒光壽命成像采集軟件FluoTrace界面
采集軟件:靈活、直觀(guān)、高效
采集軟件支持短壽命(納秒–微秒)與長(zhǎng)壽命(微秒–秒)兩種測(cè)量模式的無(wú)縫切換,提供單點(diǎn)壽命采集與壽命成像采集兩大功能模塊。
軟件內(nèi)置了實(shí)時(shí)熒光衰減曲線(xiàn)擬合功能,用戶(hù)在采集過(guò)程中即可同步查看壽命擬合結(jié)果,無(wú)需繁瑣的數(shù)據(jù)導(dǎo)出與后續(xù)處理,大幅壓縮了從采集到分析的時(shí)間成本。
此外,軟件與振鏡、位移臺(tái)等掃描設(shè)備實(shí)現(xiàn)深度聯(lián)動(dòng),用戶(hù)可直接通過(guò)界面設(shè)定掃描參數(shù)、定義駐點(diǎn)位置與成像范圍,操作直觀(guān),調(diào)試高效方便。
分析軟件:精準(zhǔn)提取、多維解析
配套的數(shù)據(jù)分析軟件擁有單點(diǎn)壽命擬合與成像壽命擬合功能,能同時(shí)獲取熒光強(qiáng)度和熒光壽命成像結(jié)果,支持用戶(hù)自定義擬合參數(shù),幫助用戶(hù)從測(cè)量數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)提取關(guān)鍵動(dòng)力學(xué)參數(shù),獲取多維度時(shí)空分辨動(dòng)力學(xué)信息。

熒光壽命成像分析軟件FluoView界面
從簡(jiǎn)單的熒光壽命測(cè)量到復(fù)雜的FLIM分析,用戶(hù)都可以在同一平臺(tái)上完成,這是全鏈路自主研發(fā)的優(yōu)勢(shì)。
開(kāi)放生態(tài)
不只是一套系統(tǒng),更是一個(gè)平臺(tái)
創(chuàng)銳光譜深知,不同用戶(hù)有不同的實(shí)驗(yàn)需求。因此,這套解決方案在設(shè)計(jì)之初就充分考慮了開(kāi)放性與可集成性:
•可直接采購(gòu)創(chuàng)銳熒光壽命成像系統(tǒng)(FLIM300),開(kāi)箱即用;
•可單獨(dú)采購(gòu)TAU-200與配套軟件,用戶(hù)自行集成熒光壽命成像采集系統(tǒng),極大減少軟件開(kāi)發(fā)成本;
•可二次開(kāi)發(fā):軟硬件接口開(kāi)放,支持深度定制與擴(kuò)展開(kāi)發(fā)。
從TCSPC模塊、振鏡控制卡,到采集分析軟件,創(chuàng)銳光譜打造出完整、自主、可控的全棧技術(shù)鏈路。全鏈路各環(huán)節(jié)均歷經(jīng)深度打磨與嚴(yán)苛驗(yàn)證,以硬核自研實(shí)力,樹(shù)立國(guó)產(chǎn)光學(xué)探測(cè)技術(shù)。
如需了解詳細(xì)技術(shù)規(guī)格、申請(qǐng)樣機(jī)測(cè)試或商務(wù)合作,歡迎聯(lián)系創(chuàng)銳光譜團(tuán)隊(duì)。
相關(guān)產(chǎn)品
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