PDA-23
制冷型单光子探测器阵列
由 PicoQuant 与 Pi Imaging 合作开发的 23 像素硅 SPAD 阵列探测组件。密集六边形像素配合微透镜阵列实现典型 80% 的有效填充因子，集成珀尔帖制冷以降低暗计数，并可通过逐像素 SMA 输出连接 MultiHarp 160，面向 ISM、ISM-FLIM、FCS 与多通道时间相关单光子计数。
把空间分辨、单光子灵敏度与精密计时集中到一个阵列
与单点探测器逐点收集不同，PDA-23 可同时保留 23 个阵列像素的空间与时间信息，在弱光显微、并行 TCSPC 和相关光谱测量中提高信息利用率。
23 像素并行单光子探测
每个 SPAD 像素分别记录光子事件，可同时获取空间分布、到达时间与像素间相关信息。
典型 80% 有效填充因子
微透镜将入射光聚焦至 SPAD 有效区，使原生 23.5% 填充因子提升至 >75%、典型 80%。
集成珀尔帖制冷
主动降低阵列暗计数与背景噪声，尤其适合长时间积分、低发光样品及相关测量。
绿色波段优化，520 nm 典型 55%
440–660 nm 范围内 PDE 典型值保持在 35% 以上，适合常用绿色至红色荧光标记物和可见光单光子实验。
阵列像素低抖动，支持逐像素 TCSPC
510–785 nm 范围内探测器时间抖动 <120 ps FWHM；连接 MultiHarp 160 后可保留每个像素的独立时间标签。
100 × 110 μm 阵列有效区，兼顾空间采样与光子收集
23 个 SPAD 采用高密度六边形排列。阵列并非普通面阵相机，而是面向光子计数和精密计时的多像素点探测器，每个像素都可作为独立虚拟针孔或计时通道。
紧凑阵列有效区适合与共聚焦像面、光纤束或多焦点光路进行匹配。
原生硅 SPAD 感光区占比；不代表加装微透镜后的有效收光能力。
针对准直入射光配置微透镜后获得，需保证正确光束口径与入射角。
PicoQuant 标注为 400–850 nm 及以上；最佳探测效率位于绿色可见光区域。
逐像素 SMA 输出，连接 MultiHarp 160 构成并行 TCSPC 系统
PDA-23 是探测器阵列组件。完整时间分辨系统通常还需要 MultiHarp 160、多通道信号连接、同步光电二极管或激光 Sync，以及相应采集分析软件。
PDA-23 本体指标
PDE、填充因子、时间抖动、暗计数、制冷和阵列有效区属于探测器本体规格。
MultiHarp 160 配套指标
5 ps 时间分箱、<650 ps 通道死时间与数据吞吐量属于 MultiHarp 160，不应当作为 PDA-23 本体参数。
每个阵列像素都可成为一个虚拟共聚焦针孔
在图像扫描显微镜中，PDA-23 同时采集多个偏移探测位置。像素重分配可改善分辨率与对比度，逐像素时间标签则进一步保留荧光寿命和相关动力学信息。
融合阵列像素的偏移图像，提高空间分辨率并保持较高光子利用率。
记录每个像素的光子到达时间，生成寿命对比并进行多组分分析。
选择不同阵列像素进行自相关与互相关，研究扩散和探测体积关系。
利用阵列空间响应抑制离焦背景，改善厚样品中的成像对比度。
可作为 Luminosa 的 ISM-FLIM 探测扩展
PicoQuant 的集成方案支持在线像素重分配、自动偏移向量、寿命对比以及 NovaISM 分析流程。独立搭建系统时，应另行确认光路匹配、扫描同步与软件接口。
从 ISM-FLIM 到相关光谱和量子光学
PDA-23 的价值不仅来自“多像素”，更来自每个像素同时具备单光子计数、低暗噪声和精密时间标记能力。
图像扫描显微镜 ISM
利用阵列空间信息进行像素重分配，提高共聚焦图像分辨率与对比度。
ISM-FLIM / 时间分辨成像
把空间超分辨与荧光寿命对比结合，用于功能成像和微环境分析。
FCS / FLCS / 扩散分析
支持 Spot Variation、双焦点和多焦点相关测量，研究分子扩散与相互作用。
单光子源与量子光学
用于光子相关、反聚束、多点符合计数及量子发光体表征。
多点与多通道 TCSPC
配合 MultiHarp 160 同步记录 23 路探测事件，适合并行时间分辨测量。
弱光与低暗计数实验
集成制冷与高 PDE 有利于低光子通量、长时间采集和小信号动力学研究。
配置 PDA-23 前建议确认的六个关键问题
PDA-23 适合空间分辨单光子计时，并不等同于通用高速相机。系统设计应从光路像面、时间电子学、同步和数据分析四个层面一起考虑。
若只需单点 TCSPC，PDM 或 PMA 可能更简单；需要 ISM 或多点相关时再选阵列。
产品面向 400–850 nm 及以上，520 nm 附近效率最高；近红外端需结合 PDE 曲线评估。
确认中继倍率，使探测光斑或共聚焦像与 100 × 110 μm 阵列有效区合理匹配。
按逐像素记录需求配置 MultiHarp 160 通道、激光 Sync、线/帧触发及线缆。
可选 C-Mount 或支架安装，需提前确认光轴高度、空间和稳定性。
确认是否采用 Luminosa / NovaISM 集成流程，或基于 .ptu、snAPI / MHLib 自行开发。
PDA-23 详细技术参数
以下数据以 PicoQuant 当前产品页和 2025 年 12 月官方 Datasheet 为依据；系统级性能还取决于 MultiHarp 160、同步、光路与软件配置。
| 参数类别 | 参数项目 | PDA-23 规格 |
|---|---|---|
| 探测器架构 | 探测器类型 | 制冷型硅单光子雪崩二极管（SPAD）阵列 |
| 像素数量 | 23 个独立 SPAD 像素 | |
| 像素排列 | 高密度六边形排列 | |
| 阵列有效区 | 100 μm × 110 μm | |
| 合作开发 | PicoQuant GmbH × Pi Imaging Technology | |
| 光学性能 | 探测光谱范围 | 约 400–850 nm 及以上 |
| 典型峰值 PDE | 55% @ 520 nm | |
| 宽谱 PDE | 440–660 nm 范围内典型 >35% | |
| 原生填充因子 | 23.5% | |
| 微透镜后有效填充因子 | >75%，典型 80%（准直入射条件） | |
| 收光增强 | 集成微透镜阵列 | |
| 时间与噪声 | 探测器时间抖动 | <120 ps FWHM（510–785 nm） |
| 暗计数中位数 | 当前官网：<40 cps | |
| 高暗计数像素限制 | 无像素 >4000 cps | |
| 热点像素 | 最多 1 个像素 >400 cps，且不是中心像素 | |
| 制冷方式 | 集成珀尔帖制冷 | |
| 测量类型 | 单光子计数、逐像素时间标记、TCSPC（需配套计时单元） | |
| 接口与集成 | 像素输出 | 经专用 Breakout Adapter 提供逐像素 SMA 输出 |
| 推荐计时电子学 | MultiHarp 160 多通道 Time Tagging / TCSPC 单元 | |
| 机械安装 | C-Mount 或支架 / 光学平台安装 | |
| 显微系统集成 | 可作为 Luminosa PDA-23 SPAD Detection Add-On | |
| 数据与软件 | 根据系统配置支持 .ptu、NovaISM、SymPhoTime、snAPI / MHLib 等流程 | |
| 典型用途 | 显微成像 | ISM、ISM-FLIM、超分辨像素重分配、计算光学切片 |
| 相关测量 | FCS、FLCS、Spot Variation FCS、双焦点 / 多焦点相关 | |
| 量子光学 | 单光子源表征、光子相关、多点符合计数 | |
| 低光子通量实验 | 弱荧光、长时间采集、低暗计数应用 |
