[发明专利]无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器

权利要求书

1.一种无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于暗盒(1)内主要设有光快门(2)和光电探测器(3)，暗盒(1)外依次设放大器(4)、鉴别器(5)、脉冲整形器(7)、计数器(8)、嵌入式系统(9)、阶梯信号发生器(6)及计算机(10)，它们相互电连接；所述暗盒(1)内光快门(2)和光电探测器(3)之间还设置一通光孔(1-1)和光阑(1-2)，且通光孔(1-1)依次贯穿光快门(2)叶片、光阑(1-2)至光电探测器(3)，使用时，先闭合暗盒(1)内的光快门(2)，无光通过通光孔(1-1)、光快门(2)和光阑(1-2)，无光照射在光电探测器(3)上，阶梯信号发生器(6)输出阶梯信号至鉴别器(5)基准电压端，扫描光电探测器(3)热电子噪声脉冲能谱，实测系统噪声谱参数，同时，计算机(10)在其关闭光快门(2)时测得的热电子噪声脉冲高度分布曲线并进行数字阈值设置，由实测的热电子噪声脉冲能谱曲线确定阈值电压大小为V_下＝V_柺+V_漂，嵌入式系统(9)控制输出下阈值电压，此下阈值电压输入到鉴别器(5)基准电压端，再由放大器(4)处理的光电脉冲信号和热电子噪声脉冲经鉴别器(5)、脉冲整形器(7)滤去低于下阈值电压中的热电子噪声脉冲，而光电子脉冲信号通过鉴别器(5)输入到计数器(8)，实现高信噪比的超高灵敏度和超低噪声测量光强强度。

2.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于光快门(2)为机械式手动控制光快门。

3.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于光快门(2)为机械式自动控制光快门。

4.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于光快门(2)关闭时，无任何光入射，自动扫描热电子噪声脉冲高度分布。

5.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于光快门(2)开启时，实现高信噪比光强测量。

6.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于阶梯信号发生器(6)包括由运算放大器IC1、电容C1、电阻R1、R2、R3和R4组成的方波发生器，由与非门IC2、二极管D3和D4组成信号开关，并输入嵌入式系统(9)触发扫描信号，由运算放大器IC3和IC4组成的斜波发生器，其中以IC4为核心组成的差分放大器经其输出端取样调节输出电压，IC4的输出电压与IC2输出的门控信号叠加，在运算放大器IC3输出端形成阶梯波信号输出供给鉴别器(5)基准电压端。

7.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于鉴别器(5)下阈值电压的设置为手动设置。

8.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于鉴别器(5)下阈值电压的设置为自动设置。

9.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于阶梯信号发生器(6)工作时产生阶梯状上升扫描电压，由小到大逐渐变化，在鉴别器(5)基准电压端加入前述阶梯状上升扫描电压，扫描热电子噪声脉冲高度分布，实现热电子噪声脉冲的鉴别。

10.根据权利要求1所述的无光照热电子噪声脉冲鉴别单光子计数器，其特征在于光快门(2)测量工作开始之前，根据热电子噪声脉冲高度分布设置鉴别器(5)下阈值电压，使其处于最佳工作状态。