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Technical articles
更新時間:2026-06-01
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前言
時間相關單光子計數(Time-Correlated Single Photon Counting,TCSPC),是時間分辨熒光光譜與熒光壽命成像(FLIM)研究的底層核心技術。長期以來,這一領域的核心硬件幾乎被少數國際品牌所壟斷,國內用戶在采購、維護、二次開發等方面均受到不同程度的制約。
基于時間分辨光譜技術的深厚底蘊,創銳光譜正式發布具有自主知識產權的TCSPC模塊-TAU-200,以及軟硬件一體化的完整熒光成像解決方案。這不僅是一張國產替代的答卷,更是創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
國產核心技術再次突破
TCSPC模塊的核心難點在于對每一個光子到達時刻的精確計時,這對電路設計、信號處理與系統集成能力均提出了高要求。
TAU-200采用TDC(Time-to-Digital Converter)方案,在計時精度、死時間控制、數據傳輸速度等關鍵指標達到行業水平的同時,還具備良好的可擴展性,能夠靈活適配不同實驗場景與用戶需求。

熒光紙片(高信噪比標準樣品)
測試條件:405 nm激發,重復頻率5 MHz。

TAU-200與某國際品牌產品的熒光紙樣品采集數據比較
從峰值到三個數量級的衰減動態范圍內,兩條曲線幾乎重疊,TAU-200在常規熒光壽命測量中已達國際產品精度。
RuCl?(微秒級壽命樣品)
測試條件:405 nm激發,1.25 MHz重復頻率。

RuCl?的熒光壽命在亞微秒量級,對TCSPC卡的死時間和長時基穩定性要求更高。如圖,TAU-200與國際產品采集的結果吻合。
鈣鈦礦薄膜
測試條件:405 nm激發,2.5 MHz重復頻率。

TAU-200與某國際品牌產品的鈣鈦礦薄膜樣品采集數據比較
鈣鈦礦材料的熒光衰減動力學測試是揭示相應載流子復合、提取等過程的關鍵手段,對設計、改進鈣鈦礦太陽能電池并提高光電轉化效率至關重要。實測對比顯示,TAU-200可適配光伏、發光器件等領域嚴苛的瞬態光譜測試需求。
有機晶體(毫秒級長壽命樣品)
測試條件:405 nm激發,樣品為兩種分子晶體樣品(Tc-FR、Tc-2BrFR)。

TAU-200長壽命樣品采集數據結果
長壽命熒光樣品(Tc-FR、Tc-2BrFR)測試中,TAU-200可精準捕捉慢衰減信號,時間分辨能力與國際品牌無差異。
熒光壽命成像測試

搭配TAU-200和自研振鏡控制卡的激光共聚焦掃描成像系統測試實例
創銳光譜FLIM300熒光壽命成像系統
實現全面自主化開發和性能升級
創銳光譜同步推出自研振鏡控制卡GCC-100,并與TAU-200有效集成,構建全自主化激光掃描共聚焦熒光強度/熒光壽命成像系統。
這套系統的核心優勢在于,兩大核心板卡自主研發,軟硬件深度聯動、協同優化,從底層解決異構系統的兼容性難題。
該套系統擁有極快的掃描速度,對比傳統位移臺掃描,速度提升22倍以上!
振鏡掃描與位移臺掃描對比視頻
(點擊播放)
振鏡掃描(左)原視頻4分鐘, 8倍加速;
位移臺掃描(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;
位移臺掃描(右),原視頻90分鐘,100倍加速
成像系統核心能力一覽

熒光壽命成像測試中,對細胞樣品與鈣鈦礦薄膜均實現了清晰的壽命成像,空間分辨與壽命提取精度均滿足科研需求。
整套方案適用于生物醫學、材料科學、光電器件、化學分析等多個研究場景,真正實現了時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
除硬件實現自主研發外,團隊同步打造了全自主知識產權軟件系統:熒光壽命成像采集軟件FluoTrace及分析軟件FluoView,覆蓋數據采集、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、高效
采集軟件支持短壽命(納秒–微秒)與長壽命(微秒–秒)兩種測量模式的無縫切換,提供單點壽命采集與壽命成像采集兩大功能模塊。
軟件內置了實時熒光衰減曲線擬合功能,用戶在采集過程中即可同步查看壽命擬合結果,無需繁瑣的數據導出與后續處理,大幅壓縮了從采集到分析的時間成本。
此外,軟件與振鏡、位移臺等掃描設備實現深度聯動,用戶可直接通過界面設定掃描參數、定義駐點位置與成像范圍,操作直觀,調試高效方便。
分析軟件:精準提取、多維解析
配套的數據分析軟件擁有單點壽命擬合與成像壽命擬合功能,能同時獲取熒光強度和熒光壽命成像結果,支持用戶自定義擬合參數,幫助用戶從測量數據中精準提取關鍵動力學參數,獲取多維度時空分辨動力學信息。

熒光壽命成像分析軟件FluoView界面
從簡單的熒光壽命測量到復雜的FLIM分析,用戶都可以在同一平臺上完成,這是全鏈路自主研發的優勢。
開放生態
不只是一套系統,更是一個平臺
創銳光譜深知,不同用戶有不同的實驗需求。因此,這套解決方案在設計之初就充分考慮了開放性與可集成性:
•可直接采購創銳熒光壽命成像系統(FLIM300),開箱即用;
•可單獨采購TAU-200與配套軟件,用戶自行集成熒光壽命成像采集系統,極大減少軟件開發成本;
•可二次開發:軟硬件接口開放,支持深度定制與擴展開發。
從TCSPC模塊、振鏡控制卡,到采集分析軟件,創銳光譜打造出完整、自主、可控的全棧技術鏈路。全鏈路各環節均歷經深度打磨與嚴苛驗證,以硬核自研實力,樹立國產光學探測技術。
如需了解詳細技術規格、申請樣機測試或商務合作,歡迎聯系創銳光譜團隊。