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光子计数

微弱光信号检测技术

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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