测量PMT单光电子脉冲响应宽度的光子计数法

单光电子脉冲响应宽度t_ω是光子计数用光电倍增管(简称PMT)脉冲特性参数测量中的一大难题。本文提出了一种利用光子计数技术,测量PMT 单光电子脉冲响应宽度的新方法——光子计数法。本文重点介绍了此法的原理和方案,给出了初步的测量结果。实验表明,本法简单方便、经济实用,可为生产PMT 的厂家提供一种新的测试手段。

光子计数法测量光电倍增管SPERW实验的误差分析

本文在简述光子计数技术测量光电倍增管(简称PMT)SPERW 原理与方法的基础上,分别导出了本实验中四种方法的误差估计公式,进行了相应的误差分析,并就本实验中t_W 的测量限、PMT 阳极电压、入射光波长及非线性反馈法中R_(s1)的选取等问题进行了初步的分析探讨。

单光子计数法对光生载流子寿命的测量与分析

采用单光子计数法(Time Correlated Single Photon Counting,TCSPC)测量了MEH-PPV和CdS共混薄膜退火处理前后受到超短脉冲激光激发及光生载流子的瞬态衰减过程,得到了MEH-PPV:CdS共混薄膜材料的光生载流子寿命。分析表明,退火处理后MEH-PPV:CdS共混薄膜材料的光生载流子寿命更长,相应的光伏器件(结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:CdS/Al的有机薄膜光伏器件)也具有较高的光电转换效率。

剪切干涉仪光子计数法动态波前探测

实时动态波前探测技术是自适应光学系统最重要的单元技术之一。本文报导了在弱光条件下,利用动态剪切干涉仪和光子计数法进行弱光波前误差探测的实验。叙述了波前探测装置的原理,讨论了相位测量的主要误差源。实验结果表明,在每一探测周期内,仅有几十到一百个光电子脉冲的情况下,可获得波前信息。

利用时间相关单光子计数法测量人体癌细胞的荧光光谱特性

时间相关单光子计数法(time-correlated single-photon counting method)对极微弱的荧光、甚至不连续的单个光子超微弱荧光信号也能进行测量。因此,目前它在生物物理、生物化学、医学等研究领域中应用十分普遍。决定时间相关单光子计数系统时间分辨率的核心部件是超高速光电倍增管和快速精密的时间-波峰转换器TAC。光电倍增管的上升前沿的响应时间对计数系统时间分辨率的影响是比较直观的,而TAC则需要十分准确地测定激发脉冲和所测得光子的时间间隔。

光电倍增管输出电子流脉冲堆叠对光子计数法测距的影响

光电倍增管(photomultiplier tubes,PMT)具有光子级别的灵敏度、低暗计数、低后脉冲概率,被广泛应用于可见光波段的光子计数雷达中.PMT没有光子探测死区时间,每响应一个光子就会输出一个电子流脉冲,这些电子流脉冲有可能堆成规模更大的脉冲,使用阈值鉴别法鉴别光子事件时,堆叠的脉冲会引入额外的脉冲行走误差.考虑到脉冲堆叠的影响,建立了新的PMT光子探测理论模型,并通过蒙特卡罗仿真,得到了基于PMT的光子计数测距法的行走误差、测距精度和回波激光脉宽,PMT输出电子流脉宽以及光子事件鉴别阈值之间的关系.搭建了基于PMT的激光雷达系统,通过与GM-APD的对比实验证明了脉冲堆叠对PMT光子计数法测距存在不可忽略的影响.考虑到脉冲堆叠的PMT光子探测模型能够指导基于PMT的光子计数雷达的设计,提高测距系统的测距精度和准度.

用单光子计数法测量稀土荧光材料的激发光谱

单光子计数法是弱光测量领域中的一种新技术，在生物、化学和医学等领域中具有十分重要的作用。本文介绍了新设计的稀土荧光材料激发光谱测量系统，从信号电平指出了普通模拟测量方法所存在的问题。详细讨论了设计的单光子计数测量系统。通过几个样品的测量结果表明。

基于光子计数法的室内照明照度智能控制系统

家居智能化是物联网技术不断发展的重要体现,智能照明控制系统成为了家居自动化的重要组成部分,目前多使用室内照明照度智能控制系统对其进行控制,但传统控制系统对室内光线探测能力较差,经常导致光照补充误差较大。为提升家居舒适系数,设计基于光子计数法的室内照明照度智能控制系统。将中央控制芯片设定为集成结构,增设雷达探测模块。对网络通信接口进行优化,为软件模块改良设计提供硬件基础。使用雷达模块以及光子计数法,实现对室内照明照度的高精度探测。根据探测到的室内亮度以及用户习惯完成照度调整。至此,基于光子计数法的室内照明照度智能控制系统设计完成。经系统测试证实,此系统智能控制性能得到了一定的提升,推动了智能化家居的发展。

恒星子午光子计数观测的计算机模拟方法

本文通过恒星子午光子计数观测过程的分析,给出了观测输出信号所满足的解析关系式。利用该关系式,采用实际信号的期望值加上Poisson随机噪声的办法得到输出信号的模拟值。通过对中星仪子午光子计数观测的模拟办法,得到恒星中天时光子计数模拟观测信号。利用模拟方法,讨论和解决了一个子午观测中的实际问题。

新型门控光子计数法测量高散射介质的光学参量

讨论了一种新型而且简单的门控光子计数法 ,用来测量高散射介质的光学参量。当一束光脉冲入射到高散射介质后 ,该方法可以恢复出光脉冲经过散射后从介质表面逸出的波形。与传统的门控光子计数法相比 ,该方法利用计数器控制门可以移动的特点 ,通过滑动宽度为 6 0ns的控制门实现较高的时间分辨力 2 0 0 ps。在此波形的基础上 ,Patterson Chance方法可以快速而且准确计算出被测介质的光学参量。在模型介质上的实验 ,验证了该方法的可行性 ,实验结果与复杂的时间相关的单光子计数加曲线拟合方法相比较 ,误差小于 10 %。

合肥光源测量束团纵向精细结构的单光子计数系统设计

本文介绍了用单光子计数法测量束团纵向精细结构的原理 .介绍了合肥同步辐射光源测量束团纵向精细结构的单光子计数系统的设计 .由于单光子计数法具有高时间分辨率(2 ps)和大的动态测量范围 (1 0 5)等优点 ,所以该系统不仅可以测量束团长度 ,而且可以精密测量单束团的纯净度 .最后 ,分析了该系统的性能 ,并讨论了该系统在尾场和纵向阻抗的研究、束团伸长效应的研究以及影响单束团不纯净机理的研究中的应用 .

二氧化硫荧光检测的光子计数研究

基于二氧化硫吸收锌灯214 nm谱线的紫外荧光测量原理,用光子计数技术进行二氧化硫检测研究。结果显示:在179-756 ppb浓度范围内,荧光强度与二氧化硫浓度成线性关系,检测极限为6 ppb。

采用光子计算法时光电倍增管中残余脉冲对信噪比的影响

在光电倍增管(Φ3y)中产生的残余脉冲能使记录信号的特性产生畸变。通常在高增益放大情况下,即在高压电源下,观察到残余脉冲。当采用光子计数法时。

荧光寿命分析法在地沟油鉴别中的应用研究

通过时间相关单光子计数法检测含有杂质的植物油中的荧光光子的寿命,通过其荧光寿命与纯净植物油的荧光寿命对比,以此为依据可以鉴别出植物油中是否掺入其他油.此方法的优点在于利用荧光寿命检测方法不受光源波动、老化以及外界杂散光的影响,而且只要植物油中掺入了其他有杂质的油就能被检测出来,与掺入的油的浓度无关.因此荧光寿命测量对检测植物油的纯度表现出更好的检测精度及稳定性.实验结果也证明了荧光寿命法检测地沟油的方案具有可行性,且样品处理步骤简单,用于检测的用量少,检测结果准确可靠.

荧光寿命分析法在地沟油鉴别中的应用研究

通过时间相关单光子计数法检测含有杂质的植物油中的荧光光子的寿命,通过其荧光寿命与纯净植物油的荧光寿命对比,以此为依据可以鉴别出植物油中是否掺入其他油。此方法的优点在于利用荧光寿命检测方法不受光源波动、老化以及外界杂散光的影响,而且只要植物油中掺入了其他有杂质的油就能被检测出来,与掺入的油的浓度无关。因此荧光寿命测量对检测植物油的纯度表现出更好的检测精度及稳定性。实验结果也证明了荧光寿命法检测地沟油的方案具有可行性,且样品处理步骤简单,用于检测的用量少,检测结果准确可靠。

激光测距技术研究现状及发展趋势

随着激光探测的自身技术与传感设备的不断提升,激光测距也迈入了新的技术领域,适用范围也更加广泛,通常被应用于军事测量,工业精密测量、通讯领域、地形勘测以及航空航天技术等领域,目前激光测距的原理主要包括三角式测距、干涉测距、脉冲测距法以及光子计数测距法。主要围绕这几种测距方法展开论述,阐述了激光测距技术其国内外的研究现状、技术瓶颈,并对几种主流激光测距技术做出了总结与发展趋势展望。

上海光源XAFS线站时间分辨X射线激发发光谱实验系统

介绍了上海光源XAFS线站（BL14W1）的时间分辨X射线激发发光光谱（TRXEOL）实验系统。该系统基于时间相关单光子计数法的原理设计,以同步辐射光源的脉冲特性及其良好的时间结构为基础,通过集成定时系统、光谱仪系统和核电子学系统,在国内同步辐射装置上首次实现了TRXEOL实验方法。定时系统提供同步触发电脉冲,用来标志X射线脉冲打到样品上的时刻,同步精度约6ps,延时分辨率5ps;光谱仪经光电探测器把样品发光信号转换成电脉冲,核电子学系统对定时电脉冲和发光电脉冲之间的时间差进行统计分析,可得到样品的发光衰减曲线,再结合光谱仪的扫描控制和数据获取系统,可得到样品的TRXEOL光谱。利用该实验系统可以测量发光样品的普通XEOL光谱、发光衰减曲线和TRXEOL光谱。用ZnO纳米线样品,进行了实验验证。实验得到的普通XEOL光谱能够明显区分该样品在390和500nm处的两个发光中心;得到的发光衰减曲线能够区分小于2ns的快发光过程和200ns的慢发光过程;分别在0～1,2～200和0～200ns时间窗口内测量得到了ZnO纳米线样品的TRXEOL光谱,在这3个发光时间带内得到了对应的发光信息;ZnO纳米线样品发光衰减曲线快发光峰的半高宽约为0.5ns,证明了TRXEOL系统的最小时间分辨率小于1ns。该系统在国内同步辐射装置上提供了用于研究发光材料的TRXEOL实验方法,该方法与发光模式的XAFS方法相结合,可更深入的研究发光材料的发光行为。整个实验平台操作简便、工作稳定可靠,不仅为发光材料的研究提供了研究手段,还为进一步开展发光模式XAFS和TRXEOL成像等实验方法提供技术前提。

农药荧光寿命测试系统的原理与设计

介绍荧光的产生、荧光寿命的产生机理以及荧光寿命测量的基本原理.设计了一种利用直接记录法(光子计数法)测量农药荧光寿命的测试系统.该系统针对待测样品的特性,选用了相应的脉冲光源、光学元件和半导体探测器等器件,优化了各器件的工作参数,进行了简易而又科学的模块化设计,并对西维因农药的荧光寿命在无激励光干扰情况下进行了实际测试,测得了西维因溶液在500 μg/L浓度时的荧光衰减曲线和荧光寿命(0.30～0.40 ns).结果表明,该系统具有结构简易、操作方便的优点,能测量100 ps级的荧光寿命,适合于对能发荧光的农药进行荧光寿命的定量测量.

塑料闪烁体的闪烁时间特性

采用137Cs激发塑料闪烁体发光,应用单光子计数法测量塑料闪烁体发光衰减曲线。根据测量原理搭建了实验平台,测量了ST401和EJ232两种闪烁体的闪烁时间特性。实验结果用双指数拟合法进行分析可得,ST401发光衰减常数为2.9 ns和50 ns,EJ232发光衰减常数为1.6 ns和30 ns。实验平台所测幅度动态范围大于104,时间分辨小于0.8 ns。从统计学分析单光子计数法的物理过程,并采用蒙特卡罗方法模拟整个探测过程,探讨单光子计数法的适用条件。实验结果与数值模拟结果相洽。若终止探测器平均探测到的光子数不大于0.1,则多道测量结果可以近似为塑料闪烁体发光衰减曲线。

生物体微弱光检测技术的现状和发展趋势

本文主要介绍微弱光检测中的关键部件(PMT)和三种检测方法。尤其介绍 了光计数法的原理和优点。最后给出了发展趋势。