TDC技術(shù)和TCSPC技術(shù)都是用來進(jìn)行時(shí)間測(cè)量的技術(shù)手段职辨，雖然應(yīng)用范圍大致相同盗蟆，但是原理卻不同，對(duì)于時(shí)間分辨率（時(shí)間精度）這個(gè)重要參數(shù)舒裤，TCSPC比TDC更容易實(shí)現(xiàn)高分辨率技術(shù)喳资。TCSPC模塊的時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器，具備時(shí)間精度高腾供，時(shí)間抖動(dòng)低等性能仆邓。
tdc及tcspc的技術(shù)原理-TCSPC高精度時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)模塊
TDC技術(shù)和TCSPC技術(shù)都是用來進(jìn)行時(shí)間測(cè)量的技術(shù)手段鲜滩，雖然應(yīng)用范圍大致相同，但是原理卻不同节值。
TDC原理如右圖所示徙硅。來自單光子探測(cè)器的光電子信號(hào)脈沖和來自激光器的參考脈沖輸入到延遲鏈中。時(shí)序邏輯查看延遲鏈中的數(shù)據(jù)搞疗，識(shí)別單光子和及激光脈沖的開始-停止對(duì)嗓蘑，并以此方式確定單光子在激光脈沖序列中的時(shí)間位置。然后匿乃，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)桩皿，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。
TCSPC技術(shù)所基于的原理是：在記錄低強(qiáng)度幢炸、高重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)時(shí)泄隔，由于光強(qiáng)很低，以至于在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)探測(cè)到一個(gè)光子的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1宛徊。因此佛嬉，沒有必要考慮在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)探測(cè)到幾個(gè)光子的情形。只要記錄這些光子岩调，測(cè)量它們?cè)谛盘?hào)周期內(nèi)的時(shí)間巷燥，并建立光子時(shí)間分布的直方圖就足夠了。TCSPC技術(shù)的基本原理如圖所示号枕。
探測(cè)器的輸出信號(hào)是對(duì)應(yīng)于探測(cè)到單個(gè)光子的隨機(jī)分布的脈沖序列缰揪。一般情況下，一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)探測(cè)到多于一個(gè)光子的幾率是很小的葱淳，有些信號(hào)周期會(huì)探測(cè)到一個(gè)光子钝腺，也有許多信號(hào)周期沒有檢測(cè)到光子。當(dāng)探測(cè)到一個(gè)光子時(shí)赞厕，就可以在信號(hào)周期內(nèi)測(cè)得與探測(cè)器脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間艳狐。每記錄一次這樣的事件（光子），就在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中加“1”皿桑，該存儲(chǔ)單元的地址與探測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)毫目。在記錄了許多光子之后，就可以根據(jù)存儲(chǔ)器中各個(gè)單元的光子數(shù)诲侮，得到探測(cè)時(shí)間的分布镀虐，即光脈沖的波形。乍看起來其原理雖然有點(diǎn)復(fù)雜沟绪，但TCSPC在記錄光子信號(hào)時(shí)刮便，其時(shí)間分辨率非常高，探測(cè)效率接近于理想绽慈。
TCSPC可以高精度地測(cè)量出單個(gè)光子脈沖的時(shí)間恨旱，因此辈毯，光子計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)中的帶寬僅僅受到探測(cè)器輸出脈沖的渡越時(shí)間漲落（transit time spread，TTS）的限制搜贤，而不受單電子脈沖（single electron response谆沃，SER）寬度的限制。由于探測(cè)器單光子脈沖的TTS通常比其SER要窄一個(gè)數(shù)量級(jí)入客，因此對(duì)特定的探測(cè)器管毙，TCSPC技術(shù)可以獲得比任何一種模擬記錄技術(shù)更高的時(shí)間分辨率。
所以對(duì)于時(shí)間分辨率（時(shí)間精度）這個(gè)重要參數(shù)桌硫，TCSPC比TDC更容易實(shí)現(xiàn)高分辨率技術(shù)夭咬。
上海昊量光電推出的高分辨率多通道的時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)TCSPC模塊——quTAG。quTAG是一款易于使用的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和時(shí)間標(biāo)記器件铆隘，專為時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)（TCSPC）而設(shè)計(jì)卓舵。與其他同類產(chǎn)品相比，在相同的時(shí)間精度下膀钠，quTAG擁有更多的stop通道數(shù)掏湾；在相同的時(shí)間精度和通道數(shù)下，quTAG能實(shí)現(xiàn)更低的抖動(dòng)肿嘲。其性價(jià)比高融击，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，是時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器中的明星產(chǎn)品雳窟。
這款時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器尊浪，時(shí)間精度為1ps，時(shí)間抖動(dòng)較低<2.3 ps封救，較高可達(dá)32個(gè)stop通道拇涤，每通道較高計(jì)數(shù)率可達(dá)100MHz，并可同步10臺(tái)設(shè)備誉结。更是有不同的型號(hào)供挑選鹅士，來滿足不同的應(yīng)用需求。
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時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器quTAG的應(yīng)用軟件功能模塊不僅有計(jì)數(shù)惩坑，時(shí)間符合窗口掉盅，直方圖模塊；還有Detecter Parameters模塊可對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行調(diào)節(jié)以舒；更有二階相干性模塊以及Life time模塊來進(jìn)行相關(guān)研究的數(shù)據(jù)處理及呈現(xiàn)怔接，如下圖：
并且所有 quTAG都含有軟件包，該軟件包具有易于使用的 GUI 和強(qiáng)大的 API稀轨，可以通過外部軟件例程(如 C、Python岸军、LabView 和 Matlab)控制所有功能奋刽，支持二次軟件開發(fā)瓦侮。所有的功能都包含在軟件包中，你可以直接獲得時(shí)間戳或者以簡單的文件格式保存到你的硬盤佣谐，供您自己的分析軟件進(jìn)行后續(xù)處理肚吏。該軟件適用于32 位和 64 位的 Windows 和 Linux。
基于硬件的性能和軟件的功能狭魂，quTAG的在皮秒時(shí)間測(cè)量的應(yīng)用范圍非常廣泛罚攀，是粒子物理、生物雌澄、量子光學(xué)斋泄、距離修正等領(lǐng)域的不二利器！
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