基于水冷技术单光子计数实验二次开发.doc

摘要：现如今，对光的极限领域的测量技术已变成了科学研究中必不可少的方式，不仅如此，在化学分析、激光测试、生物医学、放射探测，环保检测及其他各种领域光子计数系统有着极其广泛的应用。这篇文章的研究的主要目的就是针对SGD-2型单光子计数器来进行研究，并且要了解其工作原理及特性。开始我们在在常温下做了单光子计数实验发现光子数集中于41-43s之间，峰值处于42s处。调整采样间隔和积分时间，间隔与时间越大，光子数越多。这种对光子数的检测方式有些不准确，故我们来使用SGD-2型单光子计数器来进行开发实验。

本系统是水冷却系统、外光路、单光子计数器、SGD-2软件等组成的。SGD-2型单光子计数器利用数字计数技术与脉冲高度鉴别技术，含有较高的动态线性范围。因为在用以往的单光子计数器时，光电倍增管是极易发热的，并且发热后导致实验数据不稳定，故本实验采用的含有水冷却系统的SGD-2型单光子计数器，在一定程度上，削弱了仪器发热对实验结果的影响，对试验有了很大的改进，使实验结果更加精确可靠。单光子是最小能量的问题，在试验上试验单光子计数是非常困难的，针对这一个问题本实验采用了巧妙的方法，就是在阈值方式下对SGD-2型单光子计数软件进行试验，通过其参数的调整，来观察曲线变化后发现不管是出于哪种参数下，其峰值出现的横坐标都是在18s的时候。通过试验我们得出的结论是其峰值与时间的关系是成一次函数线性正比例关系的；想要仔细观察其峰值的变化就选用采样时间和积分时间为100ms（或者更小，因为越小曲线越精确），起始点和终止点为0-64s（若只想研究峰值的话，设置成10到26即可），可以观察到最精确曲线图形。

关键词：水冷却系统；单光子计数；SGD-2型；阈值方式；光电倍增管

目录

摘要

Abstact

1  绪论-1

-1.1  研究的背景及意义-1

-1.2  水冷单光子计数器-4

-1.3  论文的组织结构-5

2  单光子计数工作原理-6

-2.1 光子流量-6

-2.2 光电倍增管-6

-2.3 光子计数器-8

-2.4  单光子计数器的误差-9

-2.5  光子计数调制技术-13

3  单光子计数实验-17

-3.1  常温下光子计数器实验-17

-3.2  基于水冷单光子计数器的实验开发-19

4  总结和展望-25

-4.1  结论-25

-4.2  展望-26

致谢-27

参考文献-28