内页广告7

热搜关键词: PCIe高速数据采集卡RFSOC高速数据采集软件无线电平台VPX高速数据采集卡高速信号采集卡PCIe数据采集数字信号处理

您的当前位置:首页 » 资讯中心 » 坤驰资讯 » 从微弱光信号到清晰成像:数据采集卡在共聚焦显微系统中的应用

从微弱光信号到清晰成像:数据采集卡在共聚焦显微系统中的应用

返回列表 来源:坤驰科技 查看手机网址
扫一扫!从微弱光信号到清晰成像:数据采集卡在共聚焦显微系统中的应用扫一扫!
浏览:- 发布日期:2026-06-01 15:20:23【

1

共聚焦显微成像技术是当代生物医学研究和半导体工业无损检测领域的关键技术之一。该技术依托针孔共轭聚焦原理,实现样品细胞级、纳米级高分辨率断层无创成像,现已广泛覆盖医疗临床诊断、生物医学科研、工业半导体精密检测等核心领域,是光学影像、病理分析、晶圆缺陷检测的核心底层技术。在共聚焦显微成像系统中,光电探测器将微弱的光信号转换为电信号,而高速、高精度数据采集卡则承担着对这些信号进行实时采样、数字化和传输的重任。

坤驰科技自主研发的QT1140高速数据采集卡,凭借125MS/s采样率、16bit高分辨率、DC耦合、程控增益等卓越性能,已在XX集团有限公司共聚焦显微成像系统、XX所共聚焦显微成像系统、以及XX仪器设备有限公司的医疗共聚焦显微成像系统中成功应用,为共聚焦显微成像领域提供了高性能、高可靠性的信号采集解决方案。

2

本文将围绕上述三个典型应用案例,系统阐述QT1140的应用价值与技术优势。


系统架构

激光扫描皮肤组织,反射光经共聚焦针孔过滤杂散光后,聚焦至高精度的光电探测器(PD/APD/PMT/GaAsP)。光电探测器将极微弱的光子信号高效转化为可测量的模拟电压信号,实现"光-电"的关键转换,高速采集卡对模拟电信号进行实时采集处理,最终将数据通过PCIe传输到计算机/GPU进行图像构建。

3


典型案例

XX集团有限公司——生物共聚焦

应用场景 生命科学科研成像、多通道荧光/超分辨成像、材料微观检测。
信号特征 多通道微弱荧光/反射信号,强度跨度大。

关键技术应用:

  • ·DC耦合与程控增益:样本检测中,不同样本表面反射率差异较大。QT1140的四档程控增益(±250mV~±2V)设计,使得系统能够灵活适配不同信号强度,无需更换硬件。
  • ·16bit高分辨率采样:16bit分辨率提供了65536级量化精度,能够可靠区分纳米级缺陷带来的微弱信号变化。
  • ·PCIe2.0x8高速传输:在125MS/s采样率下,双通道同时采集的数据带宽高达500MB/s,2.4GB/s的PCIe传输能力确保数据完整传输至上位机进行图像重构。
  • ·直流偏置调节:针对样本检测中可能存在的直流偏移,QT1140的偏置调节功能可精确补偿,确保信号始终处于ADC最佳量化范围内。
  • ·定制累加/平均模块:针对低信噪比场景,采用FPGA实时累加平均,可显著提高信噪比,增强样本检测能力。

XX所——医疗共聚焦显微成像系统

应用场景 多深度层析扫描、活细胞动态监测、多色荧光成像。
信号特征 微弱荧光信号,带直流偏置,需长时间连续采集。

关键技术应用:

  • ·多通道同步采集:QT1140支持双通道同步采样,可同时采集两个不同荧光通道的信号,满足多色荧光共聚焦成像需求。
  • ·低噪声高分辨率采样:16bit分辨率配合73dB SNR,能够从微弱荧光信号中清晰分离有效信息,减少噪声对成像质量的影响。
  • ·DC耦合与偏置调节:医疗成像中,PMT输出信号通常带有直流偏置。QT1140的DC耦合方式可直接接入PMT信号,偏置调节功能进一步优化信号动态范围。
  • ·4GB大容量板载缓存:支持长时间连续采集,适合动态细胞过程的实时监测,不丢失关键数据。
  • ·丰富SDK支持:QT1140的C/C++和MATLAB SDK快速完成了系统集成,缩短了开发周期。
  • ·QT Signal View可视化软件:在研发调试阶段,XX所团队使用QT Signal View实现了即时波形观察和参数调优。

XX仪器设备有限公司——医疗共聚焦显微成像系统

应用场景 皮肤病变临床诊断、大面积图像拼接、全层皮肤成像。
信号特征 皮肤散射脉冲信号,层间强度差异大,信噪比较低。

关键技术应用:

  • ·定制峰值检测模块(PD):皮肤共聚焦成像中,信号表现为脉冲形式。QT1140的峰值检测模块可由FPGA实时检测预设长度内信号的最大波峰值和最小波谷值,同时对信号进行积分计算能量/功率,只需上传特征参数而非全部原始数据,大大降低数据传输带宽和上位机处理压力。
  • ·累加/平均模块(AVG):针对皮肤组织散射造成的低信噪比问题,采用多次触发累加平均技术,将高斯分布噪声逐渐减小,显著提高信号质量。
  • ·DC耦合与程控增益:皮肤不同层(角质层、表皮层、真皮层)的散射信号强度差异很大,四档程控增益可灵活适配全层位成像。
  • ·PCIe小型化集成:QT1140采用标准PCIe板卡设计,可兼容多种工控机平台,便于设备集成。
  • ·长时间稳定性:典型功耗仅15W,发热量低,适合医疗器械长时间连续运行需求。
  • 4

QT1140产品简介

QT1140是坤驰科技自主研发的一款DC耦合数字化仪产品,主要规格如下:

5

6

核心特征

核心特征表1

7


典型应用领域

QT1140广泛应用于医疗成像、光电探测、激光雷达、光纤传感、超声成像、半导体测试、粒子物理、电力局放等高端测量领域。


总结与展望

QT1140高速数据采集卡凭借其125MS/s采样率、16bit高分辨率、DC耦合、程控增益、板载FPGA实时处理、PCIe高速传输等卓越特性,在共聚焦显微成像领域展现了强大的应用价值。

核心优势总结

表2


未来展望

随着半导体制造工艺向3nm以下演进,以及精准医学对光学成像分辨率要求的持续提升,共聚焦显微成像系统对数据采集卡的性能要求将不断提高。坤驰科技将持续优化QT1140系列产品,同时在以下方向进行技术升级:

  • ·更高采样率与分辨率
  • ·更多通道同步采集
  • ·更先进的FPGA实时处理算法
  • ·更强的软件生态与AI辅助分析支持

QT1140将继续为半导体检测、生物医学成像等领域提供坚实的数据采集基础,助力客户实现技术突破与创新。


8

推荐阅读

    【本文标签】:数据采集卡 高速信号采集卡 高速数据采集卡
    【责任编辑】:坤驰科技版权所有:https://www.queentest.cn转载请注明出处