新型SPAD單光子相機簡介熒光壽命顯微成像（FLIM）是生命科學的重要工具，在生物物理學和生物化學與醫(yī)學應用十分廣泛荚醒。與傳統(tǒng)的熒光強度成像相比芋类，熒光壽命成像的主要優(yōu)點包括對熒光團濃度、光致漂白和深度不敏感界阁。此外梗肝，熒光壽命對各種環(huán)境參數，如氧含量或pH的敏感性铺董，使其成為功能成像的有效工具巫击。且當背景熒光壽命與目標顯著不同時沪羔，FLIM允許通過門控來抑制背景熒光练湿。時域寬視場FLIM常用的圖像傳感器技術包括時間門控圖像增強器與sCMOS或CCD相機相結合他宛，或微通道板（MCP）和基于光電陰極的寬視場探測器結合口猜。由于增強器的增益較大喜颁，時間門控圖像增強器的動態(tài)范圍較低填硕，且成本昂貴滔驾。由于涉及的超高電壓错森，MCP在 ...
基于SPAD單光子相機的LiDAR技術革新單光子光探測和測距（激光雷達）是在復雜環(huán)境中進行深度成像的關鍵技術确垫。盡管zui近取得了進展弓颈，一個開放的挑戰(zhàn)是能夠隔離激光雷達信號從其他假源帽芽，包括背景光和干擾信號。本文介紹了一種基于量子糾纏光子對的LiDAR（光探測與測距）技術翔冀，該技術通過利用時空糾纏光子對及SAPD單光子相機的特性导街，顯著提高了在復雜環(huán)境中的探測精度和抗干擾能力。該技術使用SPAD單光子相機作為探測端纤子，并通過內置的時間相關單光子步進偏移計數技術來提高測量時間精度搬瑰。光源使用了一個基于β-鋇硼酸鹽（BBO）晶體的非線性光學晶體來產生糾纏光子對。通過精確控制光子對的發(fā)射和接收控硼，以及利用SPAD ...
曼散射SRS單光子過程多光子過程極慢成像(>20分鐘/幀)快速成像泽论，可達(30 fps)無固有z分辨率光學切片可見光/紫外光束激發(fā)增強散射激發(fā)與近紅外光束增強成像深度易受背景熒光影響對背景熒光免疫全光譜選定的光譜信息表2.CARS和SRS的比較CARSSRS參數化過程能量傳遞過程新光頻信號透射激勵光束的強度增益和損耗非特定的非共振背景無非共振背景扭曲的光譜與自發(fā)拉曼光譜相同相干圖像偽影信號是物體與點擴散函數的卷積非線性濃度依賴性線性濃度依賴性CARS的產生條件與SRS相同，但檢測方法不同卡乾。在SRS中翼悴，可以檢測到激勵束的強度增益和強度損失，而在CARS幔妨，反斯托克斯頻率下的新輻射ωaS = ...
, 時間相關單光子計數）。目前陶冷，應用zui為廣泛的是TCSPC法钙姊，其基本原理是在一個極短的時間窗口內精確測量單個光子的到達時間。當激光或其他光源激發(fā)樣品時埂伦，樣品會發(fā)射熒光光子煞额。這些光子傳播到檢測器，其中每個光子的到達時間都被記錄下來沾谜。記錄到達時間的數據可以被用來創(chuàng)建熒光壽命的時間衰減曲線膊毁，該曲線描述了熒光光子的時間分布。通過分析這些時間分布基跑，可以獲得關于樣品的信息婚温，如熒光壽命、發(fā)光光譜和熒光量子產率媳否。其基本原理是測量光子到達探測器的時間栅螟。當一個光子被探測到時，會觸發(fā)一個計數器篱竭，記錄光子到達的時間力图。通過多次測量并記錄光子到達的時間，可以生成光子到達時間的分布曲線掺逼，如圖2所示吃媒，從而獲得有關樣品的信 ...
通向光譜儀或單光子計數器。泵浦探針時間分辨裝置b)有一個FM(翻轉鏡)，可用于在TR(光電二極管)和TRKR(平衡光電二極管)測量之間切換赘那。S是樣本的縮寫刑桑。所有的時間分辨測量都是在Quantum Design的OptiCool的測試版中完成的(圖2)。該系統(tǒng)的溫度范圍為1.5 - 350k募舟，磁場達到7t祠斧。對于光學訪問，有七個側窗和一個頂窗胃珍。樣品階段為半徑6厘米梁肿，而超導磁體內緣之間的空間為9厘米蜓陌，這為定制件提供了充足的空間(圖2c)觅彰。該系統(tǒng)的特性允許多種磁光實驗配置。因此钮热，泵探針測量和TRPL測量使用這個多功能系統(tǒng)進行填抬。可調諧的76 MHz Ti:Sapphire激光器(700 - 980 nm ...
式是真空態(tài)和單光子態(tài)的糾纏態(tài)隧期，可見利用第1類SPDC飒责，可制備光子數態(tài)的糾纏態(tài)。在第二類SPDC中仆潮，信號光和閑置光的偏振方向垂直宏蛉。由于雙折射效應，信號光和閑置光將沿不同心的圓錐傳播性置，其中一束為正常波（o波）拾并，一束為異常波（e波），如圖3所示鹏浅。在圓錐截面的重疊處嗅义，信號光子和閑置光子處于偏振糾纏態(tài)，如圖4所示隐砸。圖3 第二類SPDC光束示意圖圖4 第二類SPDC光束截面示意圖我們用H和V分別表示水平偏振和垂直偏振之碗，則在參量近似下，描述第二類SPDC的相互作用哈密頓量為：其中季希，與分別表示產生H和V偏振的k模光子的光子產生算符褪那。下面討論量子態(tài)的時間演化，對第二類SPDC式塌，式(5)和式(6)的形式仍然成立武通， ...
發(fā)了一種針對單光子成像優(yōu)化的GEVI和改進的方法，應用于小鼠長期的全腦電壓成像珊搀。并通過一個自動化高通量篩選平臺冶忱，使其具有快速的動力學、高亮度、高靈敏度和在寬常單光子照明下的高光穩(wěn)定性囚枪。在多輪定向進化后派诬，產生了在所有指標上都有所提高的JEDI-1P，這是一種綠色的熒光指示劑链沼，zui終研究人員成功在清醒小鼠中實現了穩(wěn)定的全腦電壓成像默赂。為了以高通量的方式評估GEVI的性能，研究人員搭建了一個基于倒置顯微鏡（A1R-MP,Nikon Instruments）自動化多模式的96孔篩選平臺括勺。由Lumencor的LED光引擎（SpectraX）產生激發(fā)光缆八，通過液態(tài)光波導（LLG）引導至顯微鏡的熒光頂置照明器 ...
進行數字化和單光子探測器信號的數字鑒別。這種模塊的存在增加了將延遲線長度與輸入信號上升時間匹配的靈活性疾捍，從而確保了zui佳的數字鑒別奈辰，并且僅15ps的抖動讓您無額外引入抖動的困擾。FLIM數據采集卡（TDC）乱豆，這是一個USB供電的設備奖恰，專為進行時間分辨熒光壽命成像和光譜測量而設計。FLIMLABS的這些設備可以靈活集成到現有的掃描式熒光壽命成像系統(tǒng)中宛裕，為用戶提供全面的解決方案瑟啃，從實驗設置到數據采集和分析，此外揩尸，FLIMLABS還提供了FLIM Studio軟件蛹屿，這是一個靈活的軟件配置，數據處理和分析軟件的改進使得從復雜的FLIM數據中提取有用信息變得更加高效和準確岩榆。利用機器學習和人工智能算法错负， ...
進行數字化和單光子探測器信號的數字鑒別。這種模塊的存在增加了將延遲線長度與輸入信號上升時間匹配的靈活性朗恳，從而確保了zui佳的數字鑒別湿颅，并且僅15ps的抖動讓您無額外引入抖動的困擾。FLIM數據采集卡（TDC）粥诫，這是一個USB供電的設備油航，專為進行時間分辨熒光壽命成像和光譜測量而設計。FLIMLABS的這些設備可以靈活集成到現有的掃描式熒光壽命成像系統(tǒng)中怀浆，為用戶提供全面的解決方案谊囚，從實驗設置到數據采集和分析，此外执赡，FLIMLABS還提供了FLIM Studio軟件镰踏，這是一個靈活的軟件配置，數據處理和分析軟件的改進使得從復雜的FLIM數據中提取有用信息變得更加高效和準確沙合。利用機器學習和人工智能算法奠伪， ...
用高靈敏度的單光子雪崩二極管（SPAD）檢測單個光子，適用于構建時間的直方圖，從而確定zui可能空間信息間接時間飛行（iToF）：這種方式則發(fā)射連續(xù)調制的光波绊率，通過測量發(fā)射光與反射光之間的相位差來計算時間谨敛，從而確定空間。iToF通常使用標準的圖像傳感器架構來測量隨時間變化的光強相比而言滤否，dToF除成本略高于iToF外脸狸，但其能提供更高的測量精度和較低的噪聲干擾，適合長距離和低照明條件下使用藐俺。但是不管是dToF還iToF炊甲，其中SPAD的探測性能都會直接的關系到回波光子是否能夠被成功的捕獲到，從有足夠的數據支撐zui終結果的測算欲芹。單光子雪崩二極管（SPAD）探測器是一種高靈敏度的光電探測器卿啡，能夠檢測 ...
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