技術文章
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。
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