時間門控拉曼光譜技術因其獨特優(you) 勢正逐漸受到關(guan) 注。傳(chuan) 統單點SPAD（單光子雪崩二極管）因逐波段掃描的限製，檢測效率較低。新的SPAD Lambda線陣單光子探測器，通過320×1個(ge) SPAD陣列和先jin的時間門控技術，不僅(jin) 克服了傳(chuan) 統單點SPAD的缺點，還提升了檢測速度和靈敏度。這一創新增強了拉曼光譜在高熒光背景下的信號檢測能力，為(wei) 化學、材料科學和生物樣品分析提供了強有力的工具，推動了時間門控拉曼光譜技術的發展。
時間門控拉曼光譜的創新驅動力——SPAD的突破與(yu) 国产成人在线观看免费网站
拉曼光譜技術是一種基於(yu) 光與(yu) 物質分子振動相互作用的非破壞性光譜分析方法。通過高強度激光照射樣品，大部分光會(hui) 以原波長散射（瑞利散射），少量光會(hui) 以不同波長散射（拉曼散射），形成拉曼光譜。每個(ge) 光譜峰對應於(yu) 特定的分子鍵振動，形成獨特的“化學指紋”。拉曼光譜技術因其高效和多用途特點，有著非常明顯的優(you) 勢如：
- 非破壞性：無需破壞樣品。
- 無需特殊製備：適用於(yu) 多種樣品形式。
- 高分辨率：提供分子級別信息。
- 廣泛国产成人在线观看免费网站：用於(yu) 化學、材料科學、藥物分析等領域
所以這項技術在各科學領域中具有重要国产成人在线观看免费网站價(jia) 值。
但是其在實際国产成人在线观看免费网站檢測的時候卻也有著自身的一些限製如：
- 拉曼效應較弱：需要更高強度激光來獲得更強的目標信號，可能損壞樣品。
- 熒光幹擾：大部分樣品可能會(hui) 產(chan) 生伴生熒光，幹擾zui終目標信號的檢測
為(wei) 了應對這些限製，從(cong) 而產(chan) 生了衍生技術——時間門控拉曼技術：
時間門控技術在拉曼中的国产成人在线观看免费网站主要是為(wei) 了提高信噪比，減少熒光幹擾。時間門控技術通過在特定時間窗口內(nei) 選擇性檢測拉曼散射光，排除熒光和其他背景信號。熒光通常比拉曼散射延遲出現，因此可以通過時間門控技術將其過濾掉。
通過時間門控拉曼技術
可以提高信噪比：時間門控技術能顯著降低熒光背景，提高拉曼信號的檢測鑒別度；
非破壞性分析：在高熒光背景的樣品中，時間門控拉曼光譜仍然可以進行非破壞性分析；
適用範圍廣泛：時間門控技術適用於(yu) 各種複雜樣品，包括生物樣品、藥物和材料科學中的高熒光樣品；
時間門控拉曼技術的實驗配置往往需要兩(liang) 個(ge) 核心硬件：
激光脈衝(chong) 源：使用短脈衝(chong) 激光作為(wei) 激發光源，以實現時間門控。
時間門控探測器：用於(yu) 在預設時間窗口內(nei) 檢測拉曼信號。
由於(yu) 因為(wei) 拉曼效應非常弱，通常僅(jin) 占散射光的0.0000001%。而單光子雪崩二極管（SPAD）因其高靈敏度，能檢測單個(ge) 光子，極大地提高了弱拉曼信號的檢測能力，並且其低噪聲特性使得在低信號水平下仍能獲得高信噪比的拉曼光譜信號。還可以在極短的時間窗口內(nei) 進行信號采集，避開伴生熒光的峰值時間，從(cong) 而減少熒光幹擾，進而能夠顯著增強拉曼信號的檢測能力。所以單光子雪崩二極管（SPAD）是目前拉曼檢測較為(wei) 常用的器件
但是目前市麵上商用的SPAD單光子雪崩二極管大多都為(wei) 單點式，而單點SPAD在此研究中的使用還是回受到不小的限製，因為(wei) 單點SPAD需要配合單色儀(yi) 進行逐波段掃描探測，這就導致了測算結果的速度會(hui) 非常慢，無法快速得到需要的數據
針對這一不足，Pi Imaging與(yu) 上海昊量光電設備新推出的SPAD Lambda線陣單光子探測器，不僅(jin) 具有單點式SPAD擁有的所有優(you) 勢，更是完美的解決(jue) 了它的不足
SPAD Lambda具有320×1個(ge) SPAD矽基單光子探測器陣列，單次的積分時間無上xian，每個(ge) 像素尺寸為(wei) 29um，填充因子大於(yu) 80%，且內(nei) 置了320通道的10ps時間分辨率的tdc，自帶門編輯模式（時間選通功能），選通門上升沿所需時間小於(yu) 120ps，min選通時間為(wei) 2ns，激光器同步觸發信號與(yu) 內(nei) 部選通門的min偏移量為(wei) 17ps max。
在時間門控拉曼技術的国产成人在线观看免费网站中，門編輯模式起到了不可或缺的作用，其可以根據激光器的外觸發信號來生成SPAD工作門，內(nei) 置TDC的時間序列按照激光器的觸發信號作為(wei) Start，但SPAD的工作時間是按照生成的門信號進行探測工作，雖min的門寬（選通時間）為(wei) 2ns，但是min偏移也就是激光器同步觸發信號的上升沿與(yu) 內(nei) 部生成的SPAD工作門的延遲時間min為(wei) 17ps max，這就意味著設備可以按照min17ps的一個(ge) 時間選通調節分辨率來調整門，實際原理国产成人在线观看免费网站解釋見下文：
為(wei) 方便介紹和計算，我們(men) 使用10M重頻的皮秒半導體(ti) 激光器來激發被測物，需要測量如圖1中的拉曼信號，盡可能的屏蔽掉其他非目標信號的幹擾。
圖1
但我們(men) 隻需要第1ns的目標信號，隔絕1ns外的非目標信號，所以在SPAD Lambda的門編輯模式中設置2ns的SPAD工作門，並且激光同步信號和內(nei) 部工作門信號的上升沿的延遲時間設置為(wei) 99ns（99000ps），這樣兩(liang) 個(ge) 信號的關(guan) 係就如同圖2所示：
圖2
探測器中的TDC會(hui) 一直持續工作，但是SPAD隻會(hui) 在上一個(ge) 激光周期的第99ns（空測）和下一個(ge) 激光周期的第1ns（有效測量）工作，SPAD在其餘(yu) 時間均為(wei) 不工作狀態，可以有效的隔絕來自非目標信號的幹擾，如果需要調整對於(yu) 目標信號探測時間段，則可以通過調整延遲量來調控，所得到的目標信號的直方圖如下圖3所示：
圖3
圖3為(wei) 一個(ge) 激光周期的直方圖，設置的BIn寬為(wei) 20ps（短可達到10ps），直方圖中隻會(hui) 顯示第1ns內(nei) 和第99-100ns內(nei) 的數據，將第99-100ns的數據篩除，即可得到目標信號的光強隨時間變化的信息。
SPAD Lambda的設備軟件可一鍵生成直方圖且同時會(hui) 把直方圖的橫縱坐標軸的TXT文件（SPAD光強縱軸的320個(ge) 文件+TDC時間坐標橫軸的一個(ge) 文件）直接保存到電腦端，方便數據的隨時調閱及處理。
總之，SPAD Lambda不僅(jin) 克服了傳(chuan) 統單點SPAD設備的不足，能夠顯著提高拉曼光譜的檢測靈敏度和信噪比，特別是在處理高熒光背景樣品，同時還提供了一種低成本、高效能的解決(jue) 方案，顯示出無與(yu) 倫(lun) 比的優(you) 勢，為(wei) 各科學領域的研究和国产成人在线观看免费网站提供了強有力的支持。
在時間門控拉曼光譜国产成人在线观看免费网站中，目前商用化的時間門控拉曼光譜設備如芬蘭(lan) 的Pico Raman設備，購買(mai) 成本高昂（200-300萬(wan) ）。並且其核心SPAD探測器件並不如SPADLambda亮眼。
SPAD Lambda成本較低，且隻需加一個(ge) 前置光柵，調整光柵與(yu) SPAD Lambda的空間位置，即可同時獲得多個(ge) 光譜的強度及時間信息。
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