[發明專利]無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器

無效

• 申請號: 201110428555.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102435325A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 黃篤之;李光輝;周達林;謝春香;羅朝海
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G01J1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于暗盒(1)內主要設有光快門(2)和光電探測器(3)，暗盒(1)外依次設放大器(4)、鑒別器(5)、脈沖整形器(7)、計數器(8)、嵌入式系統(9)、階梯信號發生器(6)及計算機(10)，它們相互電連接；所述暗盒(1)內光快門(2)和光電探測器(3)之間還設置一通光孔(1-1)和光闌(1-2)，且通光孔(1-1)依次貫穿光快門(2)葉片、光闌(1-2)至光電探測器(3)，使用時，先閉合暗盒(1)內的光快門(2)，無光通過通光孔(1-1)、光快門(2)和光闌(1-2)，無光照射在光電探測器(3)上，階梯信號發生器(6)輸出階梯信號至鑒別器(5)基準電壓端，掃描光電探測器(3)熱電子噪聲脈沖能譜，實測系統噪聲譜參數，同時，計算機(10)在其關閉光快門(2)時測得的熱電子噪聲脈沖高度分布曲線并進行數字閾值設置，由實測的熱電子噪聲脈沖能譜曲線確定閾值電壓大小為V_下＝V_柺+V_漂，嵌入式系統(9)控制輸出下閾值電壓，此下閾值電壓輸入到鑒別器(5)基準電壓端，再由放大器(4)處理的光電脈沖信號和熱電子噪聲脈沖經鑒別器(5)、脈沖整形器(7)濾去低于下閾值電壓中的熱電子噪聲脈沖，而光電子脈沖信號通過鑒別器(5)輸入到計數器(8)，實現高信噪比的超高靈敏度和超低噪聲測量光強強度。

2.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于光快門(2)為機械式手動控制光快門。

3.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于光快門(2)為機械式自動控制光快門。

4.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于光快門(2)關閉時，無任何光入射，自動掃描熱電子噪聲脈沖高度分布。

5.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于光快門(2)開啟時，實現高信噪比光強測量。

6.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于階梯信號發生器(6)包括由運算放大器IC1、電容C1、電阻R1、R2、R3和R4組成的方波發生器，由與非門IC2、二極管D3和D4組成信號開關，并輸入嵌入式系統(9)觸發掃描信號，由運算放大器IC3和IC4組成的斜波發生器，其中以IC4為核心組成的差分放大器經其輸出端取樣調節輸出電壓，IC4的輸出電壓與IC2輸出的門控信號疊加，在運算放大器IC3輸出端形成階梯波信號輸出供給鑒別器(5)基準電壓端。

7.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于鑒別器(5)下閾值電壓的設置為手動設置。

8.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于鑒別器(5)下閾值電壓的設置為自動設置。

9.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于階梯信號發生器(6)工作時產生階梯狀上升掃描電壓，由小到大逐漸變化，在鑒別器(5)基準電壓端加入前述階梯狀上升掃描電壓，掃描熱電子噪聲脈沖高度分布，實現熱電子噪聲脈沖的鑒別。

10.根據權利要求1所述的無光照熱電子噪聲脈沖鑒別單光子計數器，其特征在于光快門(2)測量工作開始之前，根據熱電子噪聲脈沖高度分布設置鑒別器(5)下閾值電壓，使其處于最佳工作狀態。