HydraHarp 500
高分辨多通道事件计时与 TCSPC 单元
以 1 ps 基础分辨率、典型 2.5 ps 单通道定时精度、超短死时间和可升级的 4–16 路探测架构，面向多光子符合、量子通信、光子量子计算、时间分辨光谱及复杂多探测器实验。
让高通道数、皮秒精度和复杂同步同时成立
独立同步的多通道 TDC、灵活触发前端、USB 3.0、外部 FPGA 数据接口与 White Rabbit 远程同步共同组成面向高阶量子光学和多探测器 TCSPC 的完整计时平台。
皮秒级定时精度
1 ps 基础分辨率，典型 2.5 ps RMS 单通道精度、3.5 ps RMS 通道间精度。
4–16 路可升级通道
从 4+1 起步，按探测器数量扩展；公共 Sync 在 T2 应用中还可作为附加事件输入。
面向大型实验集成
Ref In/Out、PPS、White Rabbit、4 路 Marker 与外部 FPGA 接口覆盖本地及远程同步。
按探测器信号类型选择 500-S 或 500-M
两款均以 4 路探测通道加公共 Sync 为基础。500-S 保留 CFD 与边沿触发的逐通道选择能力；500-M 以更多边沿触发通道满足大规模 SNSPD 阵列及多路量子光子实验。
HydraHarp 500-S
每一路输入均可通过软件独立选择上升/下降沿电平触发或下降沿 CFD，适合混合接入 HPD、MCP、PMT、SPAD 与 SNSPD。
HydraHarp 500-M
采用软件可调的上升沿或下降沿电平触发，以 16 路独立探测通道服务于 SNSPD 阵列、多光子符合、QKD 与可扩展光子量子计算。
从探测事件到实时算法，减少数据链路瓶颈
高计数率实验可经 USB 3.0 连续传输，也可借助板载过滤先压缩事件流，或通过专用外部 FPGA 接口将时间标记直接送入自定义硬件算法。
85 Mcps 持续总吞吐
单通道持续计数率最高 80 Mcps；经 USB 3.0 的全通道总持续吞吐率最高 85 Mcps。
156 Mcps FPGA 数据链
T2 / T3 吞吐率最高 156 Mcps，可面向实时符合、压缩、触发决策和专用算法定制预处理。
远距离多设备同步
通过 SFP 接口接入 White Rabbit 网络，并提供 Ref In/Out 与 PPS In，适合分布式计时系统。
直方图、T2 与 T3：从寿命曲线到完整事件序列
既可由硬件直接累积多通道 TCSPC 直方图，也可在 TTTR 模式保留每个光子的到达时间、通道与 Marker 信息，供后续关联、符合和成像重建。
多通道硬件直方图
每通道最多 131,072 个时间分箱、32 bit 计数深度，适用于寿命衰减、TRPL 和器件响应测量。
绝对事件流
以 1 ps 分辨率记录各输入事件的到达时刻，适合符合计数、时间间隔分析、g²、HOM 与 QKD。
同步周期内微时间
同时记录激发周期计数与周期内到达时间，适用于 TCSPC、FLIM、FCS 和多维时间分辨实验。
服务高通道数与高精度的单光子实验
尤其适合需要多探测器同步、海量时间标记数据或分布式时钟的量子光学、量子光子学、光谱和成像任务。
多光子符合与关联
g² 反聚束、HOM 干涉、符合相关、符合计数及多光子事件分析。
量子通信与计算
QKD、光子量子计算、量子网络节点及大规模 SNSPD 阵列读出。
光子数分辨检测
PNR 探测器表征、SNSPD 性能评估与多通道光子统计。
时间分辨发光
荧光寿命、TRPL、量子发射体表征与多通道光谱寿命测量。
FLIM / FCS
多探测器 FLIM、荧光关联光谱、单分子动力学与高维 TTTR 分析。
分布式精密计时
White Rabbit 网络下的远距离时钟传递、多设备同步和联合观测。
从即用型采集到 Python 与自定义实时处理
可使用 PicoQuant 图形化软件完成设备设置和在线监测，也可通过 snAPI、底层编程库或外部 FPGA 建立自动化实验与定制数据链。
UniHarp
提供 time trace、histogram、raw、unfold、FCS 与 g² 关联等测量类，并集中完成配置、采集和监测。
snAPI
基于 C++ 内核的高性能 Python 接口，支持实时数据、PTU 文件与自动化分析流程。
SymPhoTime / QuCoa
分别面向生命科学光子动力学与量子光学符合、关联及计数分析。
主要技术参数
| 参数类别 | 参数项目 | HydraHarp 500-S | HydraHarp 500-M |
|---|---|---|---|
| 输入通道与触发 | 探测通道数量（Sync 之外） | 基础 4 路；可升级至 5–8 路 | 基础 4 路；可升级至 5–16 路 |
| 公共 Sync 输入 | 1 路；最高同步频率 1200 MHz（边沿触发） | ||
| 触发方式 | 各路可独立选择上升/下降沿电平触发或下降沿 CFD | 上升沿或下降沿电平触发，软件可调 | |
| 输入工作电压范围（50 Ω） | 电平触发：-1200～+1200 mV；CFD：-1200～-10 mV | -1200～+1200 mV | |
| 输入最大电压范围 | -2500～+2500 mV（损坏电平） | ||
| 触发脉宽 | > 250 ps | ||
| 时间数字转换器 | 最小时间分箱 | 1 ps | |
| 通道间定时精度 | 典型 3.5 ps RMS | ||
| 单通道定时精度 | 典型 2.5 ps RMS（通道间定时精度 ÷ √2） | ||
| 死时间 | 边沿触发 < 680 ps；CFD < 6.8 ns | 边沿触发 < 680 ps | |
| 可调死时间 | > 160 ns；最小 1 ns 步进 | ||
| 通道可编程时间偏置 | ±100 ns；分辨率 1 ps | ||
| 差分非线性 | < 5% 峰值，< 1% RMS（全测量范围） | ||
| 最大 Sync 频率 | 1200 MHz（边沿）；140 MHz（CFD） | 1200 MHz（边沿） | |
| 硬件直方图 | 计数深度 | 32 bit（每分箱最高 4,294,967,295 counts） | |
| 最大时间分箱数量 | 131,072 / 通道 | ||
| 满量程时间范围 | 131 ns～1.1 s | ||
| 采集时间 | 1 ms～100 h | ||
| TTTR 时间标记 | T2 模式分辨率 | 1 ps | |
| T3 模式分辨率 | 1 ps、2 ps、4 ps、8 ps……8.386 ms（2ⁿ） | ||
| FIFO 缓冲深度 | 134 M events | ||
| 峰值计数率（单通道） | 1.5 Gcps；最长 1000 events 突发 | ||
| 持续计数率（单通道） | 最高 80 Mcps | ||
| USB 总持续吞吐率 | 最高 85 Mcps；取决于通道配置与主机性能 | ||
| 外部 FPGA 接口 | T2 / T3 吞吐率 156 Mcps；延迟约 4.5–5.5 µs（依模式） | ||
| 同步与控制 | 外部 Marker 输入 | 4 路，LVTTL | |
| 参考时钟输入 | 10 MHz；200–1500 mV p-p；50 Ω，AC 耦合 | ||
| 参考时钟输出 | 默认 10 MHz；White Rabbit 模式 31.25 MHz；250 mV p-p；50 Ω，AC 耦合 | ||
| PPS 输入 | 1 s，LVTTL | ||
| White Rabbit | SFP 模块接口 | ||
| 可编程触发输出周期 | 0.1 µs～1.678 s（0.596 Hz～10 MHz）；10 ns 脉宽 | ||
| 系统与机械 | PC 接口 | USB 3.0，5 Gbps | |
| 操作系统 | Windows 10 / 11 | ||
| PC 要求 | ≥ 2 核；CPU ≥ 2 GHz；内存 ≥ 8 GB | ||
| 功耗 | ≤ 50 W | ||
| 尺寸 | 305 × 350 × 95 mm | ||
| 重量 | 3.3 kg | 3.5 kg | |
按通道规模、探测器脉冲与实时算法配置多通道单光子计时系统
可根据 QKD、HOM、PNR、光子量子计算、FLIM / FCS 或 TRPL 任务，组合 HydraHarp 500-S / M、SNSPD / SPAD / HPD / MCP / PMT、脉冲光源及相应分析软件。
