基于光電倍增管的光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、單光子探測(cè)是目前弱光檢測(cè)領(lǐng)域比較常用的一種技術(shù)，它是利用微弱光信號(hào)呈現(xiàn)粒子性的原理實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)在高能物理、量子密鑰、化學(xué)發(fā)光分析、放射探測(cè)等方面都有應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的單光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)是用來(lái)將化學(xué)發(fā)光反應(yīng)中產(chǎn)生的波長(zhǎng)范圍為300~650nm的微弱光信號(hào)提取出來(lái)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行后續(xù)變換處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)光子的計(jì)數(shù)功能，通過(guò)記錄單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目就可以得到待測(cè)樣品的濃度。系統(tǒng)主要由光電倍增管、前置放大、信號(hào)甄別以及脈沖計(jì)數(shù)四個(gè)模塊組成。

2、　　根據(jù)單光子探測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，論文首先對(duì)幾種常用的光電探測(cè)器的工作性能進(jìn)行了比較，最終選取光電倍增管作為本系統(tǒng)的探測(cè)器。然后，根據(jù)光電倍增管輸出信號(hào)的特點(diǎn)，完成了后續(xù)信號(hào)變換及脈沖計(jì)數(shù)模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。由于光電倍增管陽(yáng)極輸出為負(fù)極性脈沖信號(hào)，因此選取的放大和比較芯片均應(yīng)為雙極性電源供電。本文選取THS3001放大器和MAX913比較器完成信號(hào)的變換功能，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合計(jì)數(shù)的TTL標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)輸出。在脈沖計(jì)數(shù)模塊，選取飛思卡爾單