高度线性的单光子计数器制造技术

一种高度线性的单光子计数器，由光电倍增管、高压电路、前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器组成。其前置放大器的带宽达８００兆赫兹以上，输出电压变化率达１０００伏／微秒以上；其幅度鉴别器的传输延迟时间小于２毫微秒；其计数器的最高计数率达８０兆赫兹以上。其优点是：在其可测范围内，光通量输入与计数输出值呈高度线性关系。可广泛应用于各种对线性范围要求较高的化学增敏发光仪或其它微弱光、超微弱光探测仪中。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种单光子计数器，尤其是一种在其可测范围内光通量输入与计数输出值呈高度线性关系的单光子计数器。在现代微弱光和超微弱光探测设备中，单光子计数器是被广泛采用的前端探测部件之一。单光子计数器是由光电倍增管、高压电路、前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器等部分组成。光电倍增管作为光电转换部件，将入射的光子转化成为极窄的电脉冲，这些电脉冲经前置放大器放大后，送入幅度鉴别器进行幅度鉴别，经过幅度鉴别后的脉冲已经是数字脉冲。数字脉冲经分频器分频后，送入计数器进行计数，在单位时间内的计数值代表了此时间间隔内输入的光子数，即代表了光通量的大小。高压电路为光电倍增管提供能量，并在光电倍增管内各个电极间建立适当的电场。上述这些单光子计数器的部件必须满足一定的动态特性指标和静态特性指标并协调工作，单光子计数器才能获得较好的性能。但目前普遍使用的单光子计数器在性能上存在着许多不足探测灵敏度高的单光子计数器线性范围不宽，在光通量较大时由于电脉冲的重叠而使输出曲线变得平缓；在光通量较大时仍能保持较好线性的单光子计数器在光通量很小时却不能保持较好的线性，探测灵敏度不高。其主要原因，一是它们所采用的前置放大器带宽较小，输出电压变化率较低，经前置放大器放大后的脉冲发生了展宽、重叠现象；二是它们所采用的幅度鉴别器的传输延迟时间较长，因而有脉冲丢失现象；三是它们所采用的计数器的最高计数率较低，由于计数器的频率上限限制而使单光子计数器的线性范围减小。本技术的目的是针对现有单光子计数器的不足提供一种高度线性的单光子计数器，它探测灵敏度较高，且在其可测范围内光通量输入与计数输出值呈高度线性关系。本技术的目的是这样实现的它所采用的前置放大器、幅度鉴别器和计数器等组成部分具有良好的动态特性并且相互之间匹配良好、协调工作。本技术所采用的前置放大器的带宽达800兆赫兹以上，输出电压变化率达1000伏/微秒以上。由于前置放大器的响应速度极快，光电倍增管输出的极窄的电脉冲经前置放大器放大后，不会发生脉冲展宽、重叠现象。本技术采用的幅度鉴别器的传输延迟时间小于2毫微秒，因而消除了幅度鉴别器在电脉冲频率很高时的脉冲丢失现象。本技术采用的计数器的最高计数率达80兆赫兹以上，因此，幅度鉴别器输出的数字脉冲经分频器分频后送入计数器进行计数时，不会因计数器的频率上限限制而使单光子计数器的线性范围减小。由于具有在其可测范围内，光通量输入与计数输出值呈高度线性关系的优点，本技术可广泛应用于各种对线性范围要求较高的化学增敏发光仪或其它微弱光、超微弱光探测仪中。附图为实施例中的前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器的具体电路图，用于说明本技术，但本技术并不仅限于该实施例。附图中集成电路IC1采用SP952，作前置放大器，其带宽为1000兆赫兹，输出电压变化率最高为1500伏/微秒。IC2采用MA9690，作幅度鉴别器，其传输延迟时间为1.3毫微秒。IC3采用ECL集成电路SP8660，作分频器。计数器COUNTER采用CNT80，其最高计数率为80兆赫兹。由光电倍增管输出的电脉冲输入到IC1的第11脚，经IC1放大后，由IC1的第4脚输出。放大后的电脉冲耦合到IC2的第2脚，经IC2进行幅度鉴别后，由IC2的第5脚输出数字脉冲。此数字脉冲送入IC3的第1脚进行10分频，分频后的脉冲由IC3的第4脚输出，送入COUNTER的第1脚进行计数，计数结果由COUNTER的第9、10、11、12脚以BCD码的方式输出，COUNTER的第3、4脚分别是其控制、清零端。权利要求1.一种高度线性的单光子计数器，由光电倍增管、高压电路、前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器组成，本技术的特征在于前置放大器的带宽达800兆赫兹以上。2.根据权利要求1所述的高度线性的单光子计数器，其特征在于前置放大器的输出电压变化率达1000伏/微秒以上。3.根据权利要求1所述的高度线性的单光子计数器，其特征在于幅度鉴别器的传输延迟时间小于2毫微秒。4.根据权利要求1所述的高度线性的单光子计数器，其特征在于计数器的最高计数率达80兆赫兹以上。专利摘要一种高度线性的单光子计数器,由光电倍增管、高压电路、前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器组成。其前置放大器的带宽达800兆赫兹以上,输出电压变化率达1000伏/微秒以上;其幅度鉴别器的传输延迟时间小于2毫微秒;其计数器的最高计数率达80兆赫兹以上。其优点是:在其可测范围内,光通量输入与计数输出值呈高度线性关系。可广泛应用于各种对线性范围要求较高的化学增敏发光仪或其它微弱光、超微弱光探测仪中。文档编号G06M1/272GK2409559SQ00204948公开日2000年12月6日 申请日期2000年3月6日 优先权日2000年3月6日专利技术者孙豫松, 杨晓林 申请人:北京医海引航生物技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高度线性的单光子计数器，由光电倍增管、高压电路、前置放大器、幅度鉴别器、分频器和计数器组成，本实用新型的特征在于：前置放大器的带宽达８００兆赫兹以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙豫松，杨晓林，
申请(专利权)人：北京医海引航生物技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]