新型SPAD單光子相機(jī)簡介熒光壽命顯微成像（FLIM）是生命科學(xué)的重要工具，在生物物理學(xué)和生物化學(xué)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用十分廣泛。與傳統(tǒng)的熒光強(qiáng)度成像相比，熒光壽命成像的主要優(yōu)點包括對熒光團(tuán)濃度、光致漂白和深度不敏感。此外，熒光壽命對各種環(huán)境參數(shù)，如氧含量或pH的敏感性，使其成為功能成像的有效工具。且當(dāng)背景熒光壽命與目標(biāo)顯著不同時，F(xiàn)LIM允許通過門控來抑制背景熒光。時域?qū)捯晥鯢LIM常用的圖像傳感器技術(shù)包括時間門控圖像增強(qiáng)器與sCMOS或CCD相機(jī)相結(jié)合，或微通道板（MCP）和基于光電陰極的寬視場探測器結(jié)合。由于增強(qiáng)器的增益較大，時間門控圖像增強(qiáng)器的動態(tài)范圍較低，且成本昂貴。由于涉及的超高電壓，MCP在 ...

精度時間相關(guān)單光子計數(shù)模塊TDC技術(shù)和TCSPC技術(shù)都是用來進(jìn)行時間測量的技術(shù)手段，雖然應(yīng)用范圍大致相同，但是原理卻不同。TDC原理如右圖所示。來自單光子探測器的光電子信號脈沖和來自激光器的參考脈沖輸入到延遲鏈中。時序邏輯查看延遲鏈中的數(shù)據(jù)，識別單光子和及激光脈沖的開始-停止對，并以此方式確定單光子在激光脈沖序列中的時間位置。然后，可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技術(shù)所基于的原理是：在記錄低強(qiáng)度、高重復(fù)頻率的脈沖信號時，由于光強(qiáng)很低，以至于在一個信號周期內(nèi)探測到一個光子的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1。因此，沒有必要考慮在一個信號周期內(nèi)探測到幾個光子的情形。只要記錄這些光子 ...

v 利用并行單光子探測對渾濁介質(zhì)下的動態(tài)成像技術(shù)背景：對動態(tài)的光學(xué)散射介質(zhì)內(nèi)部成像(如人體組織)是生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。 在過去的幾十年里，研究人員已經(jīng)開發(fā)了各種各樣的技術(shù)手段來不同程度的應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。其中包括共聚焦和非線性顯微技術(shù)(現(xiàn)在可以以亞細(xì)胞分辨率對1毫米深的組織成像)、新型波前整形、飛行時間漫射光學(xué)(TOF diffuse optics)、光聲技術(shù)(成像深度擴(kuò)展到厘米級,分辨率較低)等。動態(tài)散射樣品(由熱變化和細(xì)胞運動引起的微觀運動)的光學(xué)散射特征會隨時間快速變化，為有效的活體深層組織成像帶來了挑戰(zhàn)。一種可行的策略是直接測量散射樣品的內(nèi)部動態(tài)，利用這些動態(tài)變化來輔助成像。例如， ...

率下的低損耗單光子非線性允許接近糾錯閾值的高保真量子操作 ?；谠撾娐妨孔与妱恿W(xué) (cQED) 架構(gòu)，已經(jīng)開發(fā)出具有 50 多個量子位的原型量子計算機(jī) 。然而，編碼在微波光子中的量子態(tài)位于稀釋冰箱的毫開爾文階段，并且在達(dá)到室溫時會被熱噪聲淹沒。微波信號在室溫下的高傳輸損耗進(jìn)一步阻止了量子信號的長距離傳播。另一方面，光學(xué)光子顯示出互補的特征，是大空間尺度上通信的理想信息載體，例如，在光纖中超過 100 公里 和在自由空間中超過 1000 公里 。因此，將微波頻率編碼的量子態(tài)轉(zhuǎn)換為光能力將極大地提高 cQED 作為量子信息處理平臺和擴(kuò)展量子計算網(wǎng)絡(luò)，以及建立新形式的量子通信鏈接的可能性。通過高保 ...

于張量網(wǎng)絡(luò)的單光子機(jī)器學(xué)習(xí)方案，并用于現(xiàn)實生活中的手繪圖像分類問題。原理解析：分類器的門操作通過經(jīng)典計算機(jī)上的監(jiān)督學(xué)習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化，分類結(jié)果通過對輸出光子的投影測量(projective measurement)讀出。(1)基于張量網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)。應(yīng)用基于糾纏的特征提取來使用單光子干涉測量實現(xiàn)基于張量網(wǎng)絡(luò)的、量子位高效的圖像分類器。主要步驟圖1所示。i、將分類圖像的所有數(shù)據(jù)映射到量子態(tài)，使用具有N(在文章中N=784個像素(特征))個特征的基于張量網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練矩陣乘積態(tài)(matrix product state, MPS)分類器；ii、使用基于糾纏的優(yōu)化提取少量(a han ...

提方法可以在單光子層級有效的表征通訊光(telecommunication light)的時域行為，因此，為許多新的量子技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。原理解析：引入隨機(jī)壓縮層析機(jī)制描述未知低秩時間-頻率量子態(tài)ρd(有限維度d，秩r<<d)。無需任意假設(shè)，可以用給定數(shù)量的隨機(jī)選擇的正交基測量M(遠(yuǎn)小于O(d2))唯一的重建ρd。任意時頻模式的狀態(tài)可以使用通用基測量進(jìn)行壓縮表征，這些測量可以使用量子脈沖門(quantum pulse gate,QPG)非?？煽康厣?。(1) QPG。關(guān)鍵組件QPG可以在定制的時頻模式上執(zhí)行隨機(jī)輸入的投影。它由頻譜形狀的門控脈沖饋送，以從輸入中選擇時頻模式。通過將選通 ...

反射后聚焦到單光子雪崩二極管(SPAD)上。時間相關(guān)單光子計數(shù)器以SPAD和激光的信號作為輸入，并將光子時間戳流輸出到計算機(jī)。實驗結(jié)果：附錄:1、體積反照率模型將三維場景坐標(biāo)用(x,y,z)標(biāo)記，可見曲面用(x',y',z=0)標(biāo)記(見圖1)。常見的瞬態(tài)成像模型是共焦體積反照率模型ρ代表在有限場景空間Ω上的三維反照率體積。δ(·)將光的往返飛行時間和場景(x,y,z)與感知位置(x',y',z=0)之間距離的2倍聯(lián)系起來，c是光速。1/r4=(2/tc)4表示由于距離引起的輻照度衰減。將模型(1)離散化，沿著x-,y-,z-軸分別用N,N,M個點采樣有限Ω空間。 ...

額外非線性的單光子吸收不能從根本上提供這種濃度來制造任意3D 結(jié)構(gòu)。為了獲得有效的雙光子吸收，通常使用鎖模皮秒或飛秒激光源。盡管雙光子光刻是一項成熟的技術(shù)，但在3D激光納米打印中使用飛秒激光器獲得有效的雙光子吸收仍有許多缺陷。首先，當(dāng)從足夠多的聚合物交聯(lián)點向上增加激光功率時，由于三光子和四光子吸收過程以及更甚的開始，會發(fā)生微爆炸，從而導(dǎo)致多余的高能電子態(tài)。通常，發(fā)生微爆炸的激光功率比寫入點高一個數(shù)量級以下。即使在寫入點，光刻膠中的小污染物或污垢微粒也會引發(fā)微爆炸。此類事件使整個耗時的3D打印作業(yè)變得毫無用處。其次，所需的飛秒激光振蕩器仍需花費數(shù)萬歐元。第三，飛秒激光器及其配件占整個儀器的相當(dāng)大 ...

SurfaceConceptTDC操作說明由于QuTAG精度較高、價格因此偏貴，且相應(yīng)的低精度、更實惠的版本QuTAU已經(jīng)停產(chǎn)。本公司代理了另一種計數(shù)器。其精度略次于QuTAG，但仍可滿足大部分不需要高精度時間標(biāo)記的應(yīng)用需求，且價格優(yōu)惠。本文將全面介紹該產(chǎn)品的使用操作：Time-to-Digital Converter SC-TDC-1000 S Series(Release 012, 013, 022 & 042)安裝驅(qū)動在安裝目錄下，找到驅(qū)動.exe文件，如上。雙擊安裝即可。一路確定，直至Finish。驅(qū)動安裝完畢，軟件無需安裝、只需在解壓后文件夾下，按下圖找到。雙擊tdcDemo ...

C、（超導(dǎo)）單光子探測器可以搭建一套基于時間相關(guān)的非視域探測系統(tǒng)，實現(xiàn)對視域外物體的高精度的定位，并初步得到物體的表面輪廓。實驗過程：超快脈沖激光器發(fā)射出脈沖激光，經(jīng)掃描振鏡反射后照射在中介墻面上，經(jīng)墻面漫反射后部分散射到達(dá)拐角處的物體，再經(jīng)過物體表面反射后極小部分?jǐn)y帶著物體信息的光返回墻面被單光子探測器（SPAD）所接收。脈沖激光器的電同步信號與探測器探測到的光子產(chǎn)生的脈沖序列，分別接入TCSPC模塊的“開始”與“結(jié)束”通道，得到光子—時間的時間直方圖，基于時間直方圖的信息，通過橢球?qū)游鏊惴纯芍貥?gòu)出拐角處物體的信息。圖4.2.1實驗裝置圖上述實驗圖為山東大學(xué)孫寶清教授組的實驗場景及成像結(jié)果 ...