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什么叫光子计数技术

聴C阿2星秹 2016-07-10 19:59:50 464  浏览
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全部评论(1条)

  • miseryhrawi 2016-07-11 05:05:23
    光子计数技术,是检测极微弱光的有力手段,这一技术是通过分辨单个光子在检测器(光电倍增管)中激发出来的光电子脉冲,把光信号从热噪声中以数字化的方式提取出来。这种系统具有良好的长时间稳定性和很高的探测灵敏度。目前,光子技术系统广泛应用于科技领域中的极微弱光学现象的研究和某些工业部分中的分析测量工作,如在天文测光、大气测污、分子生物学、超高分辨率光谱学、非线性光学等现代科学技术领域中,都涉及极微弱光信息的检测问题。

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什么叫脉冲磁共振技术?

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核磁磁共振技术分类:核磁共振仪按扫描方式不同可分为两大类:一类是连续波核磁共振仪,另一类是基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪

连续波核磁共振仪是指射频的频率或外磁场的强度是连续变化的,即进行连续扫描,一直到被观测的核依次被激发发生核磁共振。

基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪是用一个强的射频,以脉冲方式(一个脉冲中同时包含了一定范围的各种频率的电磁辐射)将样品中所有化学环境不同的同类核同时激发,发生核磁共振,同时接收核磁信号。

脉冲核磁共振仪

脉冲磁共振技术优点:

脉冲磁共振技术对应的脉冲时间短,每次脉冲的时间间隔一般仅为几秒。许多在连续波仪器上无法做到的测试可以在脉冲傅里叶变换共振仪上完成。

 

基于脉冲磁共振技术的脉冲核磁共振仪组成:

脉冲核磁共振仪由磁体、探头、射频单元、谱仪、控制系统几个部分组成。磁体单元主要提供稳定的磁场环境;探头线圈用于样品激发和信号采集;射频单元对射频信号进行放大;谱仪系统+控制系统与软件通讯,根据软件的参数设置产生对应的射频信号已经进行磁共振信号处理。脉冲核磁共振仪对结构如下图:

 

脉冲磁共振技术的应用:

脉冲核磁共振仪是核磁共振仪当中应用最为广泛的一类产品,低场脉冲核磁共振仪的共振频率一般为21MHz,脉冲核磁共振仪器可以用于科研和工业生产中。脉冲磁共振技术已经广泛应用于食品、农业、材料、岩土、能源、生命科学等领域。比如脉冲核磁共振仪可以用来分析某一地区的地质勘探信息,对于普通常规的岩心,可以进行内部流体成像和属性分析,满足地质勘探的需要,可获得诸如渗透率、流体、饱和度等参数,对能源勘探具有重大意义。

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光子计数探头模块为什么没有增益调节能力?

欢迎大家来到《滨松光电知识小课堂》产品技术知识分享栏目,本栏目致力于将光电相关的产品技术知识掰开了,揉碎了,一点点与大家进行分享。本期话题光子计数探头模块为什么没有增益调节能力”。



熟悉光电倍增管的客户都知道,我们可以通过调节倍增级电压来调节光电倍增管的增益,也可以称为调节光电倍增管的放大倍数。我们分别以光电倍增管裸管R928和光电倍增管模块H10721为例,前者可以调节工作电压来调节放大倍数,后者调节外部的增益电压来调节光电倍增管模块的放大倍数。



 R928调节电压和放大倍数之间的关系



H10721调节电压和放大倍数之间的关系


但是,很多客户都会问:

常见的光子计数探头模块,比如H10682和CH299,他们也属于光电倍增管模块,为什么没有增益调节的功能呢?


首先,光子计数探头模块不同于常见的光电倍增管模块,它是在电流型光电倍增管模块的基础上增加了光子信号处理电路。



该电路能将单个光子激发的脉冲信号,经过放大、鉴别、整形后输出对应的光子数逻辑脉冲,所以,我们能够通过输出的脉冲数来进行光子的计数。



当光电倍增管接收的光亮从一个很强的范围变到单个光子信号时,光电倍增管的输出会产生一个很明显的变化,可以参考以下的图。



常规的光电倍增管模块由于后端没有信号处理电路,直接输出就是光电倍增管本身的信号。此时,如果我们对光电倍增管进行增益调节,可以有效地放大信号。



光子计数探头模块,由于探测的光强特别微弱,基本都是以单个光子的形式出现,光电倍增管的输出就会如下图所示,每一个脉冲都代表一个光子信号。此时,如果我们增加对光子计数探头的增益,可以看到,单个光子激发脉冲的高度会显著提高。但是,对应的脉冲个数没有发生变化。也就是说,增加增益,不会对光子个数产生影响。



同时,如果我们增加光子计数探头的增益,在放大光子激发脉冲高度的同时,也会放大噪声信号。如果放大的噪声信号超过后面鉴别器的检测下限,会引起由于引入噪声计数而导致测量的不准确。所以,光子计数探头需要一个合适的增益,在放大微弱信号的同时,还能够做到噪声和信号的分离,实现真正的光子信号探测输出。



如下图所示,当我们改变光电倍增管的工作电压时,信噪比会在一段区间内基本保持不变,这段曲线也称之为坪特性曲线。在这段范围内,增益的增加对计数值没有明显的增加。所以,一般的光子计数探头的增益电压设置在坪区的电压范围之内,可以得到一个稳定的计数值。



光子计数探头在出厂前,我们都已经将光子计数探头的工作电压调节在一个稳定的工作电压范围之内。所以,在收到货后,大家只需要提供供电电压,光子计数探头就可以正常工作了。


本期主讲工程师介绍:滨松产品技术工程师马进发,毕业于西安理工大学,目前负责滨松光电倍增管、电子倍增器、MCP等产品的技术支持,主要应用方向为大气激光雷达、质谱等。擅长机械设计,已经通过国内CAXC计算机辅助认证和全 球CSWP工程师认证。



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什么叫粒度什么叫粉体什么叫粒度分布

颗粒的大小叫做颗粒的粒度。度量颗粒大小的单位一般用微米或纳米,个别领域也用毫米。在粒度测试中通常用颗粒的直径(粒径)来描述颗粒的粒度。

由固体颗粒堆积而成的集合体叫粉体。固体颗粒是组成粉体的基本单元。

用特定方法测定的不同粒径区间内的颗粒占总量的百分数称为粒度分布。粒度分布有多种基准,如数量分布、长度分布、面积分布、体积分布、重量分布等。激光法的基准是体积分布,沉降法的基准是重量分布,电阻法的基准是数量分布。不同基准的粒度分布数值不同,理论上不同基准的粒度分布可以通过数学方法转换,但由于粉体形状千差万别,有时这种转换的误差较大


2020-12-15 14:38:14 598 0
荧光显微系统的新高度——Luminosa单光子计数共聚焦显微

过去的几十年中,德国PicoQuant的研发人员一直致力于制造最具定量性和重复性的时间分辨荧光显微镜系统。现在他们终于迈出了这一步,完成了一套更易于使用、且不影响灵敏度的系统。该系统打破常规,无需培训物理学支持人员便可轻松使用。全新的Luminosa可以让每个分子生物物理学或结构生物学研究人员轻松地将单分子和时间分辨荧光显微镜的方法添加到他们的“工具箱”中。


Luminosa系统的主要功能包括一键式自动对准程序和基于上下文的直观工作流程。例如,系统可以自动识别单个分子,或者它可以自动确定单个分子FRET (smFRET) 的校正因子。


对于经验丰富的专家,它仍具有先进的灵活性。所有光机组件均可访问,数据以开放格式存储,工作流程和图形用户界面均可定制。用户可以完全访问实验参数,例如可调节的观察量。


全新的Luminosa本身就是一套时间分辨荧光显微的多功能“工具箱”。它用于单分子水平的动态结构生物学研究。这些方法包括荧光寿命成像 (FLIM)、用于快速过程的rapidFLIMHiRes、FLIM-FRET、单分子FRET(突发和时间跟踪分析)、荧光相关光谱 (FCS)、各向异性成像和微分干涉对比 (DIC) 成像。


随着时间分辨荧光显微技术的用户群体不断扩大,对高重复性、高准确性和宝贵实践经验规则的需求变得尤为明显。Luminosa已经包含了科学家集体努力制定的经验指南,例如来自于单分子FRET群体在基准研究中的经验指南。

Luminosa 是一款将超高数据质量与超简日常操作相结合的单光子计数共聚焦显微镜。它可以轻松集成到任何研究人员的“工具箱”中,成为开始探索使用时间分辨荧光方法科学家以及想要突破极限专家的省时、可靠的“伙伴”。它是一个真正的显微镜系统,每个人都可以依赖。


产品特点:
◆ 全软件控制共聚焦系统,基于倒置显微镜
◆ 激光波长从375到1064 nm可选
◆ VarPSF:观察量高精度调节,用于FCS和单分子FRET实验
◆ 电动平移台,可在传动和FLIM模式下进行“图像拼接”
◆ 扫描选项:FLIMbee振镜扫描和压电物镜扫描
◆ 最多可集成SPAD, PMT或Hybrid-PMT组成相互独立的6通道探测单元
◆ <700 ps通道的死区时间和5 ps时间分辨率
◆ 一键式自动对齐,从而获得一致的最佳性能

◆ 借助GPU加速算法和基于上下文工作流程的FCS、FLIM和单分子检测,以最少的用户交互快速获得结果


产品领域:

◆ 单分子水平的动态结构生物学
◆ 相分离驱动的细胞机制
◆ 环境传感

◆ 细胞膜动力学和结构的映射


核心方法:
◆ 荧光寿命成像 (FLIM)
◆FLIM-FRET – 基于寿命的Förster共振能量转移
◆smFRET – 单分子Förster共振能量转移
◆荧光相关光谱(FCS)
◆荧光寿命相关光谱(FLCS)
◆荧光互相关光谱(FCCS)

◆各向异性成像


为此,德国PicoQuant公司特邀产品经理Evangelos Sisamakis博士在2022年10月6日-10月7日进行2场线上新品演示推广研讨会,重点介绍Luminosa是如何让每个分子生物物理学或结构生物学研究人员轻松地将单分子和时间分辨荧光显微镜的方法添加到他们的“工具箱”中,成为开始探索使用时间分辨荧光方法的科学家以及想要突破极限专家的省时、可靠的“伙伴”。欢迎各位有兴趣的研究人员报名注册https://www.picoquant.com/events/workshops-and-courses/category/webinar#luminosa 。

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