光子计数

更新时间:2022-06-17 06:57

对于单光子发射的微弱紫外辐射,除了采用电荷积分法(即把各个光电子产生的阳极脉冲电荷积分,测出阳极平均电流)的方法之外,基于光的粒子性(即单光子计数)探测较基于光的模拟特性探测更有效,即把各光电子脉冲一个个地记录下来,以一定时间内的计数多少来表示信号的大小。

基本原理

光子计数是微弱光信号检测的一种技术,其典型方式是以光电倍增管作为接受器,将光信号以光电子形式来检测。当光子入射到光电探测器上时,倍增管的光阴极释放的电子在管内电场作用下运动至阳极,在阳极的负载电阻上出现光电子脉冲,然后经处理把光信号从噪声中以数字化的方式提取出来。弱辐射信号是时间上离散的光子流,因而检测器输出的是自然离散化的电信号,采用脉冲放大、脉冲甄别和计数技术可以有效提高弱光探测的灵敏度。

光电倍增管输出微弱模拟脉冲信号后进行预处理。首先对微弱模拟信号进行放大再通过电压比较器和除噪声,最后对比较器输出的信号脉冲进行计数和后处理。

优点

光子计数方法具有的优点如下:

1.信噪比和测量精度高。在极弱辐射测量时,比电荷积分法高5~10倍,可以区分信号强度的微小差别。

2.可以探测极低的辐射通量。

3.动态范围宽,可达1000000。

4.可以方便地用二次测量之差方法扣除本底计数。

5.好。在直流测量方法中,小电流放大器的零点漂移、管子增益及暗电流漂移等均难解决,而在光子计数测量系统中,放大倍数变化对于计数影响不大,所以有很好的事件稳定性。

6.消除了漏电流的影响。

7.便于数据处理。测量结果是脉冲数目,可以不经过模拟数字变换,直接输出到计算机进行分析处理或数显。

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