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Marketing  天美（中国）科学仪器有限公司 TECHCOMP (CHINA) LTD. 中国北京朝阳区天畅园7 号楼1、3层 TEL:010 FAX:010 E-MAIL:techcomp@techcomp.cn 工作原理  TCSPC（Time-correlatedsingle-photoncounting，时间相关单光子计数）是一种很成熟且 在荧光寿命测量中应用最多的技术，在光子迁移测量、光学时域反射测量和飞行时间测量中也正变 得越来越重要。 TCSPC的主要原理为：检测单光子及单光子相比于光源的同步信号到达检测器的时间。时间相 关单光子计数需要一个高频重复的脉冲光源以累计足够多的光子数以用于数据分析。  图1.TCSPC-具有两个输入的快速秒表  TCSPC的电子部分可以比作一个具有两个输入的快速秒表（图1）。这个秒表被START信号的 脉冲触发，而由STOP信号脉冲来终止计时。一次START-STOP记录下的时间将在柱状图中加入一 个记忆数值，x轴上的通道数则代表相应的时间。上百万次START-STOP循环将会在很短的时间内 得到。最终显示在柱状图上的计数相对时间的函数实际上就代表了荧光强度相对时间的曲线。 一般来说，输入TCSPC电子部分的单次脉冲（START或STOP）都是一个单光子产生的。可 Marketing  天美（中国）科学仪器有限公司 TECHCOMP (CHINA) LTD. 中国北京朝阳区天畅园7 号楼1、3层 TEL:010 FAX:010 E-MAIL:techcomp@techcomp.cn 以通过控制光子检测器一个特定的高增益值来检测单光子。大部分单光子检测器都是光电倍增管、 微通道板光电倍增管，此外，单光子雪崩光电二极管也可以用于检测。从统计学的角度讲，确保每 次闪烁时只检测不多于一个光子是十分重要的。多光子检测会影响柱状图的统计性，引起测量的误 差（通常文献报道的“脉冲堆积效应”）。为了确保每次灯闪烁时只有一个光子被检测到，检测器检 测光子的速率要保持在很低的数值，相比于激发光来看，通常是5%或者更低。 TCSPC电子部分  TCSPC信号处理的主要构成部分为：恒比甄别器（CFD），电子延迟（DEL），时幅转换器（TAC）， 放大器（在TAC和ADC之间），模拟数字转换器（ADC）和数字记忆（MEM）。（图2）   图2.TCSPC中信号处理主要构成部分 当电子部分有输入信号时，到达的脉冲信号会根据其脉冲高度进行评估。只有脉冲高度高于某 一个阈值的信号能被接收用于进一步的信号处理。因此，小振幅的噪声信号将会被屏蔽掉。 分别位于START和STOP侧的恒比甄别器接着会对单独脉冲信号的形状进行分析。输入脉冲（通 常是负脉冲）的初始边缘最陡的斜率部分将会被选择作为时间位置。至于是哪一部分的斜率将被选 取主要取决于分数、恒比分数延迟（或者形状延迟），零点交叉线。 阈值、分数、恒比分数延迟和零点交叉线将取决于使用的检测器的类型并需要和检测器想匹配。 Marketing  天美（中国）科学仪器有限公司 TECHCOMP (CHINA) LTD. 中国北京朝阳区天畅园7 号楼1、3层 TEL:010 FAX:010 E-MAIL:techcomp@techcomp.cn CFD的输出信号脉冲经过重塑来得到一个标准的高度和形状。它们可以通过电子位移延迟来调 节。这个延迟设置会使整