第9章光电检测技术的典型应用ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9.1 微弱光信号检测技术微弱光信号检测技术第第9章章 光电检测技术的典型应用光电检测技术的典型应用降低噪声、降低噪声、改善信噪比改善信噪比待测信号待测信号被噪声淹没被噪声淹没原因原因方法方法采用压缩检测通道带宽采用压缩检测通道带宽采用取样平均处理的方法采用取样平均处理的方法使信号多次同步取样累计使信号多次同步取样累计检测通道输出白噪声检测通道输出白噪声正比于频带宽的平方根正比于频带宽的平方根信号的增加取决于取样总数，信号的增加取决于取样总数，而随机白噪声增加

2、却仅由取而随机白噪声增加却仅由取样数的平方根决定样数的平方根决定我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9.1.1 锁相放大器锁相放大器 它是一种对它是一种对交变信号交变信号进行相敏检波的放大器。进行相敏检波的放大器。 它利用和被测信号有它利用和被测信号有相同频率相同频率和和相位相位关系的参考信号关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或倍频）、同相的噪声分类有响应，故能大幅同频（或倍频）、同相的噪声分类有响应，故能大幅度抑制无

3、用噪声，改善信噪比。度抑制无用噪声，改善信噪比。特点：特点：具有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单。具有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物选频选频锁相环锁相环移相器移相器输入信号输入信号AC参考信参考信号号AC信号通道信号通道相敏检波相敏检波输出输出信号信号DC前放前放混频乘法器混频乘法器低通滤波器低通滤波器图图9-1 锁相放大器的组成方框图锁相放大器的组成方框图参考通道参考通道VrV0Vs0V1. 1. 锁相放大器的构成锁相放大器的构成我吓了一跳，蝎子是多

4、么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 锁相放大器的原理锁相放大器的原理设乘法器的输入信号设乘法器的输入信号Vs：参考信号参考信号Vr：)cos(0tVVsms0cosrrmVVt则输出信号则输出信号V0为：为：001cos()cos(2)2srsmrmVVVV Vtt01cos()2smrmVV Vt0010;022smrmVV VV低通滤波器输出信号低通滤波器输出信号V0为：为：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的

5、生物图图9-2 通过相敏检波器实现的频谱变换通过相敏检波器实现的频谱变换输入信号输入信号单纯低通滤波单纯低通滤波光调制光调制单纯带通滤波单纯带通滤波相敏检波相敏检波检波后滤波检波后滤波信号谱信号谱噪声谱噪声谱LPFBPFLPF0fffffff20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-3 方波控制的相敏放大器工作原理方波控制的相敏放大器工作原理0V00V00V00V0VmtVmtVmtVmt图图9-4 波形图波形图 方波控制的相敏放大器方波控制的相敏放大器 工作原理工作原理VSotVS-VS

6、tABV0Vr+1-1AB=0 =180=90=270 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.锁相放大技术的四个基本环节：锁相放大技术的四个基本环节：v通过调制或斩光，将被测信号由零频范围转移到设通过调制或斩光，将被测信号由零频范围转移到设定的高频范围内。检测系统变成交流系统；定的高频范围内。检测系统变成交流系统；v在调制频率上对有用信号进行选频放大；在调制频率上对有用信号进行选频放大；v在相敏检波中对信号解调。同步调制作用截断了非在相敏检波中对信号解调。同步调制作用截断了非同步噪声信号，使输

7、出信号的带宽限制在极窄的范同步噪声信号，使输出信号的带宽限制在极窄的范围内；围内；v通过低通滤波器对检波信号进行低通滤波。通过低通滤波器对检波信号进行低通滤波。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5.特点：特点：v要求对入射光束进行斩光或光源调制，适用于调幅要求对入射光束进行斩光或光源调制，适用于调幅光信号的检测；光信号的检测；v极窄带高增益放大器，增益可达极窄带高增益放大器，增益可达1011，带宽窄到，带宽窄到0.0004Hz；v交流直流信号变换器，相敏输出正比于输入信号交流直流信号变换器，相

8、敏输出正比于输入信号的幅度和它与参考电压的相位差；的幅度和它与参考电压的相位差；v可以补偿光检测中的背景辐射噪声与前置放大器的可以补偿光检测中的背景辐射噪声与前置放大器的固有噪声。信噪比改善可达固有噪声。信噪比改善可达1000倍。倍。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物输入信号波形输入信号波形tBAO光束交替转镜光束交替转镜（b）图图9-5 补偿法双通道测光装置的锁相放大器补偿法双通道测光装置的锁相放大器E（a）斩波器斩波器输入光输入光样品样品测量光测量光APMT锁相锁相放大器放大器信信号号输输

9、出出参考信号参考信号参考参考电源电源伺服电机伺服电机可变可变衰减器衰减器参考光参考光B我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-6 采用两个锁相放大器的双频双光束系统采用两个锁相放大器的双频双光束系统光电二极管光电二极管样品样品PMTLIA2LIA1f1AB/ABf2f1-f2f1A输入光输入光f2BjPD比例计比例计我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9.1.2 取样积分器（取样积分器（Box

10、car平均器）平均器） 利用取样和平均化技术测定深埋在噪声中的利用取样和平均化技术测定深埋在噪声中的周期性信号的测量装置。周期性信号的测量装置。1.取样积分器的工作原理取样积分器的工作原理 它利用周期性信号的重复特性，在每个周期它利用周期性信号的重复特性，在每个周期内对信号的一部分取样一次，然后经过积分器算内对信号的一部分取样一次，然后经过积分器算出平均值，于是各个周期内取样平均信号的总体出平均值，于是各个周期内取样平均信号的总体便展现了待测信号的真实波形。因为信号提取便展现了待测信号的真实波形。因为信号提取( (取样取样) )是经过多次重复的，而噪声多次重复的统是经过多次重复的，而噪声多次重

11、复的统计平均值为零，所以可大大提高信噪比，再现被计平均值为零，所以可大大提高信噪比，再现被噪声淹没的信号波形。噪声淹没的信号波形。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-7 固定位置取样及同步积累原理固定位置取样及同步积累原理Ts：信号周期：信号周期T：取样间隔：取样间隔 T：取样周期：取样周期T=Ts+T我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物取样点的值，应是信号和噪声的和，我们以信号取样点的值

12、，应是信号和噪声的和，我们以信号和噪声功率平均值来看积分前后信噪比的变化。和噪声功率平均值来看积分前后信噪比的变化。若输入信号为若输入信号为Vsi，经过积分器，经过积分器M次积累后所得到次积累后所得到的输出电压为的输出电压为1msissiiVVmV22sisPm V输出信号平均功率为输出信号平均功率为噪声电压是随机量噪声电压是随机量Vni ，经过，经过m次积累以后，相加次积累以后，相加所得值所得值Vn仍为随机变量仍为随机变量11mnniiVVm11()()0mnmiE VE Vm2 ()ninnPPE Vm我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感

13、到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物通过累积以后获得的信噪比为通过累积以后获得的信噪比为通过累积以后信号噪声幅值比通过累积以后信号噪声幅值比(SNIR)为为22/sisisnniniPVVmPPmPssinniVVmVV即经过即经过m次积累后，功率信噪比可提高次积累后，功率信噪比可提高m倍，信号倍，信号噪声幅值比提高噪声幅值比提高 倍。倍。m我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 一个取样积分器的核心组件是取样门和积分器，一个取样积分器的核心组件是取样门和积分器，通常采用取样脉冲控制通

14、常采用取样脉冲控制RC积分器来实现，使在取积分器来实现，使在取样时间内被取样的波形作同步积累，并将所积累的样时间内被取样的波形作同步积累，并将所积累的结果结果(输出输出)保持到下一次取样。保持到下一次取样。取样门和积分器取样门和积分器我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物完全积分器完全积分器ViRcCc取样门取样门不完全积分器不完全积分器ViRcCcTc=RcCcVo0.632Tg门脉冲门脉冲Vo=Vi(1-e-t/Tc)(观察测量时间观察测量时间)Vo=Vi(0.632)Vo=Vi(1-e-t/

15、Tc)TSRTctt图图9-8 取样门积分器的工作原理取样门积分器的工作原理（a）取样门积分器）取样门积分器（b）取样积累过程）取样积累过程我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 取样积分器通常有两种工作模式，即取样积分器通常有两种工作模式，即定点式和扫描式定点式和扫描式。定点式取样积分器是测量周期信号的某一瞬定点式取样积分器是测量周期信号的某一瞬态平均值；态平均值；扫描式取样积分器则可以恢复和记录被测信扫描式取样积分器则可以恢复和记录被测信号的波形。下面分别讨论这两种模式。号的波形。下面分别讨论

16、这两种模式。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2定点式取样积分器定点式取样积分器图图9-9 定点式取样积分器原理方框图定点式取样积分器原理方框图VA信号信号延时延时电路电路取样取样脉冲脉冲放大放大K取样门取样门RCAVo输出输出VB参考参考-+CC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 特点：特点： 定点式取样是对被噪声淹没的信号在固定点定点式取样是对被噪声淹没的信号在固定点取样、平均，所以经取样

17、、平均，所以经m次取样平均后，其幅值信次取样平均后，其幅值信噪比改善为噪比改善为 定点式取样积分器仅能在噪声中提取信号瞬定点式取样积分器仅能在噪声中提取信号瞬时值，其功能与锁定放大器相同，不同的定点可时值，其功能与锁定放大器相同，不同的定点可通过手控延时电路来实现。通过手控延时电路来实现。m我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3扫描式取样积分器扫描式取样积分器 扫描式取样积分器利用取样脉冲在信号扫描式取样积分器利用取样脉冲在信号波形上延时取样，波形上延时取样，可以恢复被测信号波形可以恢复被测信号

18、波形。它主要包括它主要包括可变时延的取样脉冲可变时延的取样脉冲和和在取样脉在取样脉冲控制下作同步积累冲控制下作同步积累这两个过程。这两个过程。 扫描式取样积分器可得到形状与输入的扫描式取样积分器可得到形状与输入的被测信号相同，而在时间上大大放慢了的输被测信号相同，而在时间上大大放慢了的输出波形，故扫描式取样积分器能在噪声中提出波形，故扫描式取样积分器能在噪声中提取信号并恢复波形。取信号并恢复波形。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-10 扫描式取样积分器原理方框图扫描式取样积分器原理方框

19、图VA被测信号被测信号K触发触发电路电路时基时基电路电路慢慢扫描扫描比较器比较器取样脉冲取样脉冲放大放大取样门取样门RC放大放大VoVB参考信号参考信号门脉冲门脉冲我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-11 扫描式取样脉冲形成过程扫描式取样脉冲形成过程(a)(b)(c)(d)(e)TSTBVSR1VSR2T1T2ABBCDEFTTgT2Ttt参考信号参考信号(触发信号触发信号) )T TS S慢扫描电压慢扫描电压(TSR)时基电压时基电压(TB)比较器输出比较器输出负脉冲触发负脉冲触发取样

20、脉冲取样脉冲我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-12 扫描式取样积分器取样积累过程扫描式取样积分器取样积累过程VAVAVAVBVsPVdVoEACD我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 定点式取样积分器按照定点取样定点式取样积分器按照定点取样m次的法则，次的法则，不难理解幅值信噪比改善为不难理解幅值信噪比改善为 的结论。的结论。 对扫描式取样积分器由于可变时延的取样脉冲在对扫描式取样积分器

21、由于可变时延的取样脉冲在取样过程中取样点是逐渐变化的，所以它的取样过程取样过程中取样点是逐渐变化的，所以它的取样过程受到门脉冲宽度的限制，只有在门宽范围内才能被取受到门脉冲宽度的限制，只有在门宽范围内才能被取样。样。信噪比改善信噪比改善m 由于慢扫描电压相对于时基电压变化十分缓慢，由于慢扫描电压相对于时基电压变化十分缓慢，因而取样脉冲相对于触发脉冲的移动也是十分缓慢的，因而取样脉冲相对于触发脉冲的移动也是十分缓慢的，以至在输入的被测信号波形上每一以至在输入的被测信号波形上每一“点点”依次可以掠依次可以掠过多个门宽的取样脉冲，从而对波形每个取样过多个门宽的取样脉冲，从而对波形每个取样“点点”进行

22、多次积累平均。进行多次积累平均。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4. 取样积分技术运行步骤：取样积分技术运行步骤：v利用检测光脉冲的激励源取得和输入光脉冲同步的利用检测光脉冲的激励源取得和输入光脉冲同步的触发信号；触发信号；v利用门延时和门脉冲宽度控制单元形成与触发脉冲利用门延时和门脉冲宽度控制单元形成与触发脉冲具有恒定时延或时延与时间成线性关系的可调脉宽具有恒定时延或时延与时间成线性关系的可调脉宽取样脉冲串；取样脉冲串；v取样脉冲控制取样开关对连续的周期性变化信号进取样脉冲控制取样开关对连

23、续的周期性变化信号进行扫描取样；行扫描取样；v积分器对取样信号进行多次线性累加，经过滤波后积分器对取样信号进行多次线性累加，经过滤波后获得输出信号。获得输出信号。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5. 取样积分器的特点：取样积分器的特点：v适用于由脉冲光源产生的连续周期变化的信号波形适用于由脉冲光源产生的连续周期变化的信号波形测量或单个光脉冲的幅度测量。需要有与光脉冲同测量或单个光脉冲的幅度测量。需要有与光脉冲同步的激励信号；步的激励信号；v是一个取样放大器，在每个信号脉冲周期内只取一是一个取

24、样放大器，在每个信号脉冲周期内只取一个输入信号值；个输入信号值；v在多次取样过程中，门积分器对被测信号的多次取在多次取样过程中，门积分器对被测信号的多次取样值进行线性叠加，而对随机噪声是矢量叠加，所样值进行线性叠加，而对随机噪声是矢量叠加，所以，对信号有恢复和提取作用；以，对信号有恢复和提取作用；v在测量占空比小于在测量占空比小于50的窄脉冲光强度下，信噪比的窄脉冲光强度下，信噪比好于锁相放大器；好于锁相放大器；v用扫描方式测量信号波形时能得到用扫描方式测量信号波形时能得到100ns的时间分的时间分辨率；辨率；v双通道系统能提供自动背景与辐射源补偿。双通道系统能提供自动背景与辐射源补偿。我吓了

25、一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-13 用取样积分器组成的测光系统用取样积分器组成的测光系统脉冲脉冲发生器发生器PMT取样取样积分器积分器X-Y记录仪记录仪锯齿波锯齿波参考信号参考信号发光二极管发光二极管我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-14 使用双通道取样积分器的激光分析计使用双通道取样积分器的激光分析计样品样品检测器检测器超导螺旋管超导螺旋管单色器单色器激光器激光器电源电源脉冲脉

26、冲发生器发生器放大器放大器参考参考检测器检测器比例器比例器ABA双通道取样积分器双通道取样积分器B我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9.1.3 光子计数器光子计数器 一种利用光电倍增管能检测单个光子能量的功一种利用光电倍增管能检测单个光子能量的功能，通过光电子计数的方法测量极微弱光脉冲信号的能，通过光电子计数的方法测量极微弱光脉冲信号的装置。装置。类型类型：v基本的光子计数系统；基本的光子计数系统；v源补偿的光子计数系统源补偿的光子计数系统 ；v背景补偿的光子计数系统。背景补偿的光子计数系统。

27、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物PMTPMT比例计比例计计数器计数器数模数模转换器转换器放大器放大器光子光子参考电压参考电压光子脉冲光子脉冲噪噪声声计计数数脉脉冲冲鉴别器鉴别器模拟模拟输出输出数字数字输出输出模拟模拟输出输出图图9-15 基本的光子计数系统基本的光子计数系统1. 基本的光子计数系统基本的光子计数系统 入射到光电倍增管阴极上的光子引起输出信入射到光电倍增管阴极上的光子引起输出信号脉冲，经过放大器输送到一个脉冲高度鉴别器号脉冲，经过放大器输送到一个脉冲高度鉴别器上，从中分离出单光

28、子脉冲，再用计数器计数光上，从中分离出单光子脉冲，再用计数器计数光子脉冲数。计算出一定时间间隔内的计数值，以子脉冲数。计算出一定时间间隔内的计数值，以数字和模拟形式输出。数字和模拟形式输出。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-16 光电倍增管的输出脉冲和鉴别器工作波形光电倍增管的输出脉冲和鉴别器工作波形第一倍第一倍增极增极阴极阴极光子光子脉冲脉冲第二倍第二倍增极增极PMT输出输出脉冲脉冲鉴别器鉴别器输出输出OOtt多光子多光子信号信号Vs2Vs1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为

29、什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-17 计数器原理示意图计数器原理示意图事先由预置开关置事先由预置开关置入计数值入计数值N，设时，设时钟脉冲频率为钟脉冲频率为Rc，而计时器预置的计而计时器预置的计数时间为数时间为T=N/Rc,计数器计数器A的累加计的累加计数值可计算为数值可计算为A=Rat=RAN/RcRA为平均光脉冲为平均光脉冲计数率计数率启动启动预置数预置数ARA计数器计数器A计数器计数器C时钟时钟振荡器振荡器RC定时器定时器B停停止止我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感

30、到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-18 辐射源补偿的光子计数器（一）辐射源补偿的光子计数器（一）2. 辐射源补偿的光子计数器辐射源补偿的光子计数器实验实验样品样品光电光电倍增管倍增管放大放大鉴别器鉴别器光子光子计数器计数器光电光电倍增管倍增管放大放大鉴别器鉴别器测量通道测量通道参考通道参考通道来自来自单色器单色器RARC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-19 辐射源补偿的光子计数器（二）辐射源补偿的光子计数器（二）计数器计数器A预置数预置数N计数器计数器C启动启动

31、RARc停停止止A=NRA/RC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物斩光器用来通断光束，分别产生交变的斩光器用来通断光束，分别产生交变的“信号十背景信号十背景”和和“背景背景”的光子计数率，同时为光子计数器的光子计数率，同时为光子计数器A、B提供选通信号。提供选通信号。这样在一定的测量时间内，经多次斩光后计算电路就给出了信这样在一定的测量时间内，经多次斩光后计算电路就给出了信号脉冲（号脉冲（A-B=S）和总脉冲）和总脉冲(A+B=S+N+N)两个输出量。两个输出量。3. 背景补偿的光子计数器背景

32、补偿的光子计数器图图9-20 有背景补偿能力的光子计数器有背景补偿能力的光子计数器信噪比为：信噪比为：ABSNRAB我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-21 有斩光器的光子计数器工作波形图有斩光器的光子计数器工作波形图M个展光周期个展光周期斩光器通断脉冲斩光器通断脉冲鉴别器输出脉冲鉴别器输出脉冲选通脉冲选通脉冲计数器计数器A选通选通计数器计数器B选通选通通通(S+N)断断(N)通通(S+N)断断(N)tptptptstD我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的

33、世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4. 光子计数技术的基本过程：光子计数技术的基本过程：v用光电倍增管检测弱光的光子流，形成包括噪声信用光电倍增管检测弱光的光子流，形成包括噪声信号在内的输出光脉冲；号在内的输出光脉冲；v利用脉冲幅度鉴别器鉴别噪声脉冲和多光子脉冲，利用脉冲幅度鉴别器鉴别噪声脉冲和多光子脉冲，只允许单光子脉冲通过；只允许单光子脉冲通过；v利用光子脉冲计数器检测光子数，根据测量目的，利用光子脉冲计数器检测光子数，根据测量目的，折算出被测参量；折算出被测参量；v为补偿辐射源或背景噪声的影响，可采用双通道测为补偿辐射源或背景噪声的影响，可采用双通道测量

34、方法。量方法。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5. 光子计数方法的特点：光子计数方法的特点：v只适合于极弱光测量，光子的速率限制在只适合于极弱光测量，光子的速率限制在109/s左右左右,相当于相当于1nW的功率，不能测量包含许多光子的短脉的功率，不能测量包含许多光子的短脉冲强度；冲强度；v不论是连续的、斩光的、脉冲的光信号都可以使用，不论是连续的、斩光的、脉冲的光信号都可以使用，能取得良好的信噪比；能取得良好的信噪比；v为了得到最佳性能，必需选择带有制冷器的光电倍为了得到最佳性能，必需选择带

35、有制冷器的光电倍增管；增管；v不用数模转换即可提供数字输出，可方便地与计算不用数模转换即可提供数字输出，可方便地与计算机连接。机连接。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图9-22 用光子计数器测量式样的磷光效应用光子计数器测量式样的磷光效应 光子计数方法在荧光、磷光测量、喇曼散射测量、光子计数方法在荧光、磷光测量、喇曼散射测量、夜光测量和生物细胞分析等微弱光测量中得到了应用。夜光测量和生物细胞分析等微弱光测量中得到了应用。光源光源分光器分光器转速控制转速控制光子计数光子计数放大鉴别放大鉴别PMT分光器分光器试件试件转桶转桶ABC