規格

SPC-130IN 系列 TCSPC 模塊專業產品介紹

產品概述

Becker & Hickl 推出的 SPC-130IN 系列是一款高端性能的單光子計數（TCSPC）模塊，具備低至 ps 范圍的高時間分辨率，同時保持合理的價格定位。該系列包含 SPC-130IN、SPC-130INX 和 SPC-130INXX 三種版本，是熒光壽命應用和時間相關記錄的出色選擇，具有最高的精度，可提供精確的時間信息。該計時模塊適用于傳統的熒光壽命實驗、漫射光層析成像、停流實驗、單分子檢測和 FCS/壽命組合實驗。該模塊可升級為 SPC-180N，用于熒光壽命成像顯微鏡（FLIM）和其他激光掃描應用。

所有 SPC-130IN 系列模塊均采用高速 PCI-Express（PCIe）接口，可輕松安裝在幾乎所有 PC 中，或配置為獨立的定時裝置。硬件接口可實現高的數據傳輸速率，尤其是在參數標記模式下。

版本選擇與時間分辨率性能

SPC-130IN 系列繼承自 SPC-180N 技術，三種版本的時間范圍和時間分辨率各不相同。

在最小時間通道寬度方面，SPC-130IN 為 813 fs，SPC-130INX 為 405 fs，SPC-130INXX 則達到 203 fs。在內部定時抖動（RMS）和 IRF 寬度（FWHM）方面，SPC-130IN 為 2.5 ps / 6.6 ps，SPC-130INX 為 1.6 ps / 3.5 ps，SPC-130INXX 為 1.1 ps / 2.8 ps。NX 版本，尤其是 NXX 版本，是超快 HPM（混合）探測器和超導鈮探測器的出色選擇。

信號輸入特性

SPC-130IN 系列模塊的信號輸入端特別經過過壓硬化處理，可靠堅固，即使在惡劣條件下也能使用。當為 OEM 應用大量訂購時，該模塊可提供優秀的性價比。

光子通道與同步通道

光子通道采用恒分數鑒別器（CFD）原理，鑒頻器輸入帶寬為 4 GHz。電子時間分辨率 FWHM/RMS 分別為：SPC-130IN 小于 6.6 ps / 2.5 ps，SPC-130INX 小于 3.5 ps / 1.6 ps，SPC-130INXX 小于 3 ps / 1.1 ps。IRF 最大時間差在 100 秒內小于 0.4 ps RMS。優異電壓輸入范圍為 -30 mV 至 -500 mV，最小輸入脈沖寬度為 200 ps。閾值可調范圍為 0 至 -500 mV，零交叉調整范圍為 -100 mV 至 100 mV。

同步通道同樣采用恒分數鑒別器（CFD）原理，鑒頻器輸入帶寬為 4 MHz。優異電壓輸入范圍為 -30 mV 至 -500 mV，最小輸入脈沖寬度為 200 ps，頻率范圍為 0 至 150 MHz，支持 1、2、4 分頻。閾值可調范圍和零交叉調整范圍與光子通道相同。

時幅轉換器與 ADC

時幅轉換器采用斜坡發生器/偏置放大器原理。TAC 范圍方面，SPC-130IN 為 50 ns 至 5 μs，SPC-130INX 為 25 ns 至 2.5 μs，SPC-130INXX 為 12.5 ns 至 125 ns。偏置放大器增益為 1 至 15，偏移為 TAC 范圍的 0% 至 50%。時間范圍（含偏置放大器）分別為：SPC-130IN 為 3.3 ns 至 5 μs，SPC-130INX 為 1.67 ns 至 2.5 μs，SPC-130INXX 為 0.834 ns 至 125 ns。ADC 采用 50 ns 帶糾錯功能的閃存 ADC，差分非線性小于 0.5% 有效值，典型值小于 1% 峰值。

數據采集方式一：直方圖模式

直方圖模式采用板載多點直方圖繪制過程，死區時間為 80 ns，與計算機速度無關。飽和計數率達 12 MHz，有用計數率為 6 MHz。最大計數/時間通道（計數深度）為 21?-1，溢出控制支持無、停止、重復和糾正選項。采集時間范圍為 0.1 μs 至 100,000 秒，重放間隔時間為 10 ms 至 100,000 秒，重復時間為 0.1 μs 至 100,000 秒。順序記錄通過內存交換實現無限制記錄。路由為 7 位 TTL，支持計數使能控制（1 位 TTL）和輸入實驗觸發器（TTL）。

數據采集方式二：FIFO/參數標記模式

FIFO 參數標記模式對單個光子進行參數標記并連續寫入磁盤。在線顯示內容包括衰減函數、FCS、交叉-FCS、PCH MCS 軌跡。FCS 計算采用 Multi-tau 算法，實現在線計算和在線擬合。衰減次數/波形記錄無限制，死區時間為 80 ns。峰值飽和計數率為 12 MHz，持續計數率（總線傳輸限制）為 5 MHz。最大計數/時間通道（計數深度）無限制，輸出數據格式（ADC/宏時間/路由）為 12/12/4。板載 FIFO 緩沖器容量為 2 × 10? 個光子。宏定時器分辨率在內部時鐘下為 25 ns，12 位，溢出時在數據流中以 MOTF 條目標記；在同步輸入時鐘下為 10 ns 至 100 ns，12 位。路由為 4 位 TTL，外部事件標記為 4 位 TTL，支持實驗觸發器（TTL）。

需要注意的是，SPC-130IN 模塊具有所有標準光子分布模式、連續流模式和 FIFO（時間標記）模式，但該定時模塊沒有成像模式。因此其在應用方向上與 SPC-180N 系列有所區分，主要面向非成像類的時間分辨測量需求。

軟件生態與數據分析

所有 SPC 系列模塊均隨附 SPCM 操作和測量軟件，可在線計算和顯示（2D、3D）在多種操作模式下獲取的數據，包括衰減曲線、FCCS 等。SPCM 軟件經過積極的持續開發，會經常更新以增加新功能并修正錯誤。對于高級熒光壽命單曲線數據分析，可使用 SPCImage NG。如需對動態效應進行高級可視化和分析，可使用 SPCDynamics。對于高級熒光相關光譜（FCS）和交叉相關（FCCS）數據分析，可使用 Burst Analyzer。此外，還提供 DLL 和 LabVIEW 驅動程序，用于實現自動化和定制軟件集成。

操作環境與物理規格

SPC-130IN 系列模塊的工作環境要求為 Windows 10 系統，建議 8 GB 以上內存和 64 位操作系統。電腦接口為 PCIe，使用 1 個 PCIe 插槽，功耗約為 12 W（+12 V）。模塊物理尺寸為 230 mm × 130 mm × 18 mm。可支持最多 4 個模塊并行操作，并提供多模塊軟件包，例如 SPC-132IN、SPC-133IN 和 SPC-134IN。

技術原理

bh SPC 模塊采用多維 TCSPC 原理，該原理是經典 TCSPC 過程的延伸。探測器檢測周期性光信號的單光子，TCSPC 電子裝置測量信號（激發）周期內的光子時間，并建立信號周期內的光子分布。

在傳統工藝的基礎上，bh 技術還能確定光子的其他參數，如波長、圖像區域內的原點、激發波長、樣品受到外部刺激的時間、激發光額外調制周期內的時間。光子分布是根據信號周期內的光子時間和其中一個或多個附加參數建立起來的。這一過程的結果是多波長熒光衰變數據、熒光壽命圖像、多波長壽命圖像、多激發衰變數據或多激發 FLIM 數據、樣品內快速動態變化的衰變數據或 FLIM 數據，或熒光/磷光衰變組合數據或 FLIM/PLIM 數據。