[发明专利]一种宽波段荧光光子检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种宽波段荧光光子检测系统，包括激光源，其特征在于，还包括设置于低温系统内的超导单光子探测器和设置于室温环境中的光路耦合装置和时间相关单光子计数装置，所述光路耦合装置包括荧光材料和设置在所述荧光材料两侧的准直器1和准直器2，所述准直器1的输入端与所述激光源的输出端连接，接收所述激光源的激光信号并将所述激光信号准直到所述荧光材料；所述荧光材料被激发的荧光光子进入所述准直器2的输入端，所述准直器2的输出端与所述超导单光子探测器的输入端连接，将准直后的荧光信号耦合进所述超导单光子探测器；所述超导单光子探测器的输出端与所述时间相关单光子计数装置的一个输入端连接，所述时间相关单光子计数装置的另一个输入端与所述激光源的输出端连接，通过同步所述激光源的基准信号和接入所述超导单光子探测器输出的电脉冲信号，对荧光信号进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，还包括与所述时间相关单光子计数装置的输出端连接的计算分析装置，通过计算分析装置计算测量荧光光子的寿命。

3.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述时间相关单光子计数装置为示波器。

4.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述光路耦合装置还包括设置于所述荧光材料和所述准直器2之间的滤波器。

5.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述低温系统包括GM制冷机、液氦、脉管制冷机、He3制冷机或者稀释制冷机。

6.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述准直器1和所述准直器2均为反射型银膜准直器。

7.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述超导单光子探测器包括读出电路，所述读出电路包括依次电路连接的低噪声前置放大器、衰减器、功率合成器和功率放大器。

8.根据权利要求1所述的一种宽波段荧光光子检测系统，其特征在于，所述准直器2的输出端与所述超导单光子探测器的输入端通过单模光纤连接。

9.一种宽波段荧光光子检测方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）调整超导单光子探测器的工作环境，使低温系统内的温度保持在1-5K，同时，将光路耦合装置进行校准；

（2）打开激光源，使经过准直器1准直后的激光信号设置荧光材料上，激发出宽波段的荧光；

（3）宽波段的荧光经过准直器2准直耦合后，输入至超导单光子探测器进行探测，并将探测后的光子响应信号经过超导单光子探测器的读出电路传送至时间相关单光子计数装置；同时，激光源的基准信号同步至时间相关单光子计数装置的输入口2,；

（4）时间相关单光子计数装置将基准信号和电脉冲信号进行对比，显示荧光光子信号的曲线图。

10.根据权利要求9所述一种宽波段荧光光子检测方法，其特征在于，步骤（4）中时间相关单光子计数装置将基准信号和电脉冲信号进行对比后，将数据传送至计算分析装置，计算分析装置对数据进行分析，得出荧光光子的寿命。