512*512像素SPAD單光子相機(jī)——熒光壽命測(cè)量

來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的全新大幅面SPAD單光子相機(jī)SPAD512S，一經(jīng)推出就成為量子成像，激光雷達(dá)，寬場(chǎng)熒光壽命成像等研究領(lǐng)域的香餑餑。

這款單光子相機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)cmos工藝技術(shù)設(shè)計(jì)的SPAD相機(jī)SPAD512S（前型號(hào)SwissSPAD2）包含一個(gè)帶有512×512 SPAD陣列的傳感器，探測(cè)效率達(dá)50%@520nm和25cps暗計(jì)數(shù)。每個(gè)像素包含用于門控操作的電路和一個(gè)單比特存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)每秒97000個(gè)二進(jìn)制幀，或每秒382個(gè)8位幀。tcspc時(shí)間分辨成像也可以通過集成的門控時(shí)間偏移的相量分析方法來實(shí)現(xiàn)，偏移步長(zhǎng)18ps。

該系統(tǒng)安裝在一個(gè)堅(jiān)固的鋁制外殼中 。它由兩個(gè) 5V 適配器供電，可以從兩個(gè)USB3 (USB type B)端口讀取數(shù)據(jù)。也可以只連接“主”部分，從傳感器的一半讀取數(shù)據(jù)。封裝頂部的 SMA 連接器如圖所示 。它們具有以下功能:

單光子相機(jī)激光時(shí)鐘輸入 ：

頻率:10/20 MHz，高阻抗，zui大輸入電壓:1.8 V。

單光子相機(jī)幀時(shí)鐘輸入 ：

高阻抗，zui大輸入電壓:1.8 V。可接受的輸入電壓范圍:0–1.8V 和 0–3.3V(3.3V 僅在端接 50ω 負(fù)載時(shí)有效1.65 V)。zui小可檢測(cè)脈沖寬度為 15 ns。FPGA+傳感器系統(tǒng)在空閑工作模式下的功耗約為 7.5 W，這主要是FPGA 資源消耗的靜態(tài)功耗。在測(cè)量操作下，功耗增加到zui大值8.5 W。為了獲得zui佳散熱性能，如果長(zhǎng)時(shí)間不使用，系統(tǒng)可以關(guān)閉。盒子上適當(dāng)?shù)慕饘僦斡兄谖展鈱W(xué)臺(tái)大量熱量中的部分熱量。在系統(tǒng)中添加風(fēng)扇有利于冷卻和降低暗噪聲。

512*512像素SPAD單光子相機(jī)的高集成性，讓他的操作方式更加的簡(jiǎn)便，只需將將兩根 USB3 電纜連接到 PC 或筆記本電腦上的兩個(gè) USB3 輸入端，將 5 V 電源連接到主電源插孔，啟動(dòng)軟件后就可以看到來自SPAD單光子相機(jī)的實(shí)時(shí)圖像視圖。

并且單光子相機(jī)的成像模式有三種分別是強(qiáng)度成像、門控成像，F(xiàn)LIM成像三種模式，這些成像模式會(huì)使您的研究更加的簡(jiǎn)便快捷，在您的研究實(shí)驗(yàn)中起到事半功倍的效果。如下圖：

并且該軟件適配Windows和linux系統(tǒng)，支持在Windows和linux系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。

  單光子相機(jī)應(yīng)用：

• 寬場(chǎng)熒光壽命成像 (FLIM)

• 門控成像

• 單光子成像

• 高速成像

• 爆發(fā)成像

• 量子光探距和測(cè)距

• 2D和3D成像應(yīng)用

• 量子照明成像