多通道事件计时器 MultiHarp 150

MultiHarp 150 是一款紧凑、易用且性能卓越的多通道时间标记(Time-tagging)与时间相关单光子计数(TCSPC)单元。作为一款极具性价比与实用性的高通量设备,它将多通道高密度设计、海量数据吞吐能力和极简的软硬件交互完美结合。无论是构建多光子量子光学实验平台,还是升级大视场/高通量的荧光寿命成像系统,MultiHarp 150 都能提供极其稳定且高效的计时支持。
Description
PQ
PICOQUANT PHOTON TIMING
MultiHarp 150
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MULTICHANNEL PHOTON TIMING

MultiHarp 150

多通道事件计时与 TCSPC 单元

提供 4、8 或 16 路独立探测通道及公共 Sync,并可在高性能 P 型与经济型 N 型之间选择;兼具 5 ps / 80 ps 基础分辨率、< 650 ps 死时间、USB 3.0 高吞吐及 White Rabbit 远程同步能力。

5 / 80 ps P 型 / N 型分辨率
< 20 ps RMS P 型单通道精度
< 650 ps 超短通道死时间
4 / 8 / 16 CH + Sync 独立探测通道
TIME TAGGING & TCSPC
MultiHarp 150 产品图
P 型:4 / 8 / 16 路 N 型:4 / 8 路 White Rabbit Ready
n2797-MultiHarp 150.png
WHY MULTIHARP 150

4 / 8 / 16 路配置与 P / N 双性能档,覆盖多类单光子实验

从常规多通道寿命测量到高精度符合计时,可按通道数和时间性能选择对应型号;所有输入保持统一时基,并保留完整事件流供关联、门控和离线分析。

01 / PRECISION

两档时间性能可选

P 型为 5 ps 基础分辨率、单通道精度 < 20 ps RMS;N 型为 80 ps 与 < 60 ps RMS。

02 / CHANNELS

最多 16 路 + Sync

P 型提供 4 / 8 / 16 路,N 型提供 4 / 8 路;公共 Sync 最高支持 1.2 GHz 周期脉冲。

03 / INTEGRATION

高吞吐与远程同步

USB 3.0、P 型外部 FPGA、4 路 Marker、Ref In/Out、PPS 与 White Rabbit 覆盖自动化和分布式实验。

P / N MODEL CONFIGURATION

P 型强调精度与高级数据链,N 型兼顾成本与常规计时

五种标准型号共享相同的边沿触发、超短死时间、公共 Sync、USB 3.0 和外部同步架构;主要差异集中在通道数量、基础分辨率、定时精度、板载过滤及 FPGA 接口。

HIGH PERFORMANCE

MultiHarp 150 P

4 / 8 / 16 CH

适合高精度符合、量子光学和高时间分辨实验,提供用户可定义板载事件过滤,并支持 156 Mcps 外部 FPGA 数据接口。

基础时间分箱5 ps
单通道精度< 20 ps RMS
VALUE MODEL

MultiHarp 150 N

4 / 8 CH

适合常规多通道 TCSPC、寿命测量和时间标记任务,保留 650 ps 级死时间与 80+ Mcps 总持续吞吐,不含 P 型高级事件过滤和 FPGA 接口。

基础时间分箱80 ps
单通道精度< 60 ps RMS
标准型号:高性能型为 MultiHarp 150 4P / 8P / 16P,经济型为 MultiHarp 150 4N / 8N。所有输入均采用软件可调的上升沿或下降沿电平触发。
DATA, FILTERING & SYNCHRONIZATION

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;P 型还可借助板载过滤先压缩事件流,或通过外部 FPGA 接口将时间标记直接送入自定义硬件算法。

01 / INPUT
多探测器事件4 / 8 / 16 路 + Sync
02 / TIME TAG
5 / 80 ps TDCP / N 独立同步计时
03 / FILTER
板载事件过滤P 型降低链路负载
04 / OUTPUT
USB / P 型 FPGA存储或实时处理
HIGH THROUGHPUT

80 Mcps 级 USB 持续吞吐

全通道总持续 TTTR 吞吐约 80–85 Mcps;实际能力取决于通道配置、主机和软件处理方式。

EXTERNAL FPGA

外部 FPGA 高速接口

P 型在 T2 / T3 模式提供最高 156 Mcps 吞吐与约 4.5–5.5 µs 延迟;N 型不包含该接口。

WHITE RABBIT

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。

MEASUREMENT MODES

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、阵列探测和成像重建。

HARDWARE HISTOGRAM

多通道硬件直方图

每通道最多 65,536 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。

T2 TIME TAGGING

绝对事件流

以 P 型 5 ps 或 N 型 80 ps 分辨率记录各输入事件的到达时刻,适合符合、时间间隔分析、g² 与 QKD。

T3 TTTR

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,适用于多探测器 TCSPC、FLIM、FCS 和多维时间分辨实验。

每通道可编程时间偏置
±100 ns 调节范围,P 型 5 ps、N 型 80 ps 分辨率,可补偿探测器、线缆与光路延迟差异。
MULTI-STOP CAPABLE
APPLICATIONS

从光子关联到荧光寿命与飞行时间测量

面向需要多路同步输入、完整时间标记、快速硬件直方图或远距离时钟同步的生命科学、材料、量子光学与计量任务。

符合与光子关联

符合计数、反聚束、g²、自相关 / 互相关与单光子源表征。

量子光学与通信

量子密钥分发、纠缠光子实验、量子网络节点与分布式同步。

FLIM / FRET / FCS

多色荧光寿命成像、能量转移、涨落关联与分子动力学研究。

λ

时间分辨发光

TRPL、荧光 / 磷光寿命、量子发射体与多通道光谱寿命测量。

LiDAR / ToF

激光雷达、飞行时间、脉冲传播与多通道距离事件统计。

单分子与分布式计时

单分子光谱、爆发分析,以及 White Rabbit 网络下的远距离同步。

SOFTWARE & DEVELOPMENT

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。

ACQUISITION

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。

PYTHON API

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。

ADVANCED ANALYSIS

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。

完整编程接口
官方库支持 C / C++、C#、Rust、Python、LabVIEW、MATLAB 等环境;具体范围以所选软件包与 API 版本为准。
WINDOWS 10 / 11
TECHNICAL SPECIFICATIONS

主要技术参数

手机端可横向滑动查看完整表格
参数类别参数项目MultiHarp 150 PMultiHarp 150 N
输入通道与触发探测通道数量(Sync 之外)4 / 8 / 16 路(4P / 8P / 16P)4 / 8 路(4N / 8N)
公共 Sync 输入1 路;最高同步频率 1200 MHz(边沿触发)
触发方式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)-1200~+1200 mV
输入最大电压范围-2500~+2500 mV(损坏电平)
触发脉宽> 0.4 ns(上升时间最大 20 ns)
时间数字转换器最小时间分箱5 ps80 ps
通道间定时精度< 28 ps RMS< 85 ps RMS
单通道定时精度< 20 ps RMS< 60 ps RMS
死时间< 650 ps;不同通道之间无死时间
可调死时间可由软件增加至 160 ns;1 ns 步进
通道可编程时间偏置±100 ns;分辨率 5 ps±100 ns;分辨率 80 ps
差分非线性< 5% 峰峰值,< 1% RMS< 10% 峰值,< 1% RMS
最大 Sync 频率1.2 GHz(周期脉冲序列)
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65,536 / 通道
满量程时间范围327 ns~2.74 s5.24 µs~21.99 s
峰值计数率(单通道)1.5 Gcps;最长 2048 events 突发
硬件直方图总持续计数率166 Mcps(4P / 8P);332 Mcps(16P)180 Mcps
TTTR 时间标记T2 模式分辨率5 ps80 ps
T3 模式分辨率5、10、20……41,943,040 ps80、160、320……335,544,320 ps
FIFO 缓冲深度134,217,728 events
峰值计数率(单通道)1.5 Gcps;最长 2048 events 突发
持续计数率 / 吞吐率单输入最高 78 Mcps;全输入合计最高 85 Mcps(取决于配置与主机性能)
外部 FPGA:T2 / T3最高 156 Mcps不包含
外部 FPGA 延迟T2:4.5–5.0 µs;T3:4.5–5.5 µs不包含
用户可定义板载事件过滤支持不包含
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;1400 mV p-p;50 Ω,AC 耦合
PPS 输入1 s,LVTTL
White RabbitSFP 模块接口
可编程触发输出周期0.1 µs~1.678 s(0.596 Hz~10 MHz)
系统与机械PC 接口USB 3.0,5 Gbps
操作系统Windows 10 / 11
PC 要求双核或更高;CPU ≥ 2 GHz;内存 ≥ 4 GB
功耗< 50 W
尺寸4P / 8P:305 × 240 × 95 mm;16P:305 × 350 × 95 mm4N / 8N:305 × 240 × 95 mm
有限保修5 年(以 PicoQuant 正式保修条款为准)
注:单通道定时精度由通道间 RMS 精度除以 √2 得到。P 型与 N 型在分辨率、精度、直方图速率、板载过滤和 FPGA 接口方面存在差异;持续吞吐率还受通道配置、主机性能与处理方式影响。PicoQuant 当前官网标示全输入总持续计数率最高 85 Mcps,2025 年数据表标示 80 Mcps,最终以订货时最新技术确认值为准。
SYSTEM CONFIGURATION

按 4 / 8 / 16 路及 P / N 性能档配置单光子计时系统

可根据符合与关联、量子通信、FLIM / FRET / FCS、单分子光谱、LiDAR / ToF 或 TRPL 任务,组合对应 MultiHarp 150 型号、单光子探测器、脉冲光源及分析软件。

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资料依据:PicoQuant 官方产品页、MultiHarp 150 Datasheet(May 2025)及 MHLib 官方编程手册。
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