光子計數
光子計數
對於單光子發射的微弱紫外輻射,除了採用電荷積分法(即把各個光電子產生的陽極脈衝電荷積分,測出陽極平均電流)的方法之外,基於光的粒子性(即單光子計數)探測較基於光的模擬特性探測更有效,即把各光電子脈衝一個個地記錄下來,以一定時間內的計數多少來表示信號的大小。
光子計數是微弱光信號檢測的一種技術,其典型方式是以光電倍增管作為接受器,將光信號以光電子形式來檢測。當光子入射到光電探測器上時,倍增管的光陰極釋放的電子在管內電場作用下運動至陽極,在陽極的負載電阻上出現光電子脈衝,然後經處理把光信號從雜訊中以數字化的方式提取出來。弱輻射信號是時間上離散的光子流,因而檢測器輸出的是自然離散化的電信號,採用脈衝放大、脈衝甄別和計數技術可以有效提高弱光探測的靈敏度。
光電倍增管輸出微弱模擬脈衝信號後進行預處理。首先對微弱模擬信號進行放大再通過電壓比較器和除雜訊,最後對比較器輸出的信號脈衝進行計數和后處理。
光子計數方法具有的優點如下:
1.信噪比和測量精度高。在極弱輻射測量時,比電荷積分法高5~10倍,可以區分信號強度的微小差別。
2.可以探測極低的輻射通量。
3.動態範圍寬,可達1000000。
4.可以方便地用二次測量之差方法扣除本底計數。
5.好。在直流測量方法中,小電流放大器的零點漂移、管子增益及暗電流漂移等均難解決,而在光子計數測量系統中,放大倍數變化對於計數影響不大,所以有很好的事件穩定性。
6.消除了漏電流的影響。
7.便於數據處理。測量結果是脈衝數目,可以不經過模擬數字變換,直接輸出到計算機進行分析處理或數顯。