单光子时间分辨成像光谱仪是基于“时间分辨成像光谱技术”创新性原理设计的新型仪器,其将单光子时间分辨技术和压缩感知理论相结合,有效的消除了由于维度增加而带来的灵敏度和维度问题,是基于新理论的高性能光学的新一代仪器。本课题研究的是单光子时间分辨成像光谱仪的软件系统,单光子时间分辨成像光谱仪控制软件系统作为仪器的核心部分,是仪器得以正常工作、合理进行实验的重要保证。该软件系统中主要实现了计数器模块、正交DMD模块、菱形DMD模块、时间测量模块、同步控制模块和图像重建模块等几个重要部分。计数器模块实现的是四路数字微镜(DMD)和PMT/单光子计数器的计数功能;正交DMD模块和菱形DMD模块实现的是DMD芯片的翻转控制,完成光路调制;时间测量模块实现的是对DMD同步信号、激光脉冲信号以及探测器脉冲信号进行时间刻度测量;图像重建模块则是根据TVAL3算法将科学实验数据进行图像恢复重建。除图像重建模块外,其他模块组合工作实现压缩采样获得实验数据。实验表明,将单光子时间分辨成像光谱仪控制软件系统应用于实验中,对其功能和性能进行了全面的实验,取得了满意的结果。单光子时间分辨成像光谱仪的计算时间和误差都相对传统的成像技术都有极大的优势。在保证恢复精度基本不变的前提下,改进后的TVAL3算法的图像重建速度可达到其他重建算法的10倍以上。鉴于此,单光子时间分辨成像光谱仪将在极弱光等前沿科学产业和高新技术领域获得广泛应用。