光电倍增管引导弱光探测

光子探测通常是需要最高灵敏度光测量的精选方法。从医疗诊断到高能物理领域 ,光学方法最常用于探测极少量抗体或罕见的现象 ,因为在接近皮秒的时间分辨率下易于探测单个光子。如果光子达到高频或者信号持续时间有限 ,就需要具备高带宽、高放大倍数和高灵敏度的光学探测器。只有一种探测器能满足这些需求 ,那就是光电倍增管。它能实现很大面积的检测并仍有潜力。管中的新型阴性亲合力阴极板能具有可见光光谱近 40 %的量子效率 ,使起始光电转换非常灵敏 (图 1)。图 1　新型封装技术使光电倍增管更易使用。管里的新型半导体阴极板具有很好量子…     

光电倍增管对高斯脉冲的响应

本文用脉冲响应函数法分析光电倍增管(PM)对高斯光脉冲的响应,用计算结果解释实验观测的波形及利用公式τp=√τt2-τ02从输出脉宽τt扣除PM引起的增宽τ0,求得输入脉宽τp 的条件及限制。     

不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析

硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier, SiPM）具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其他单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符（R²>0.95）。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。     

光电倍增管

美国Burle工业公司的85104型微道板光电倍增管具有很高的灵敏度、极高的红光响应率、大的阴极面积和突出的光子计数能力。这些特性使其非常适用于红光和近红外光谱的探测。这种光电倍增管采用一种半透明的砷化镓光电阴极,在370nm至850nm谱区内可提供大于20％的量子效率,在600nm波长处的峰值量子效率为30％。这样的响应率是在直径为18mm的光电     

GDB—601型微通道板光电倍增管

介绍ＧＤＢ－６０１型微通道板光电倍增管的结构、参数及其应用。     

光电倍增管的新进展

本文主要从光电倍增管的结构、性能及应用出发,简述当前光电倍增管的技术水平、技术动向及其新进展。     

光电倍增管后脉冲特性的标定与校正

为了能够准确地反映出激光雷达接收的光信号,需要对其使用的光电倍增管的后脉冲特性进行校正和标定.采用后脉冲概率分布函数分别对波长为486nm和532nm的机载海洋激光雷达测深数据进行理论分析和实验验证,并将校正结果与蒙特卡洛仿真模拟得到的数据进行比较.结果表明,利用后脉冲概率分布函数校正后的数据与蒙特卡洛仿真模拟得到的数...     

硅光电倍增管在辐射探测领域中的应用进展

光子探测技术在高能物理、天体物理、医学成像等学科领域中扮演着重要的角色。特别是在辐射探测应用中,实现单光子高水平的灵敏探测一直是近几十年以来光电探测器发展的最终目的。硅光电倍增管（SiPM）技术作为理想固态光子探测器研究领域前所未有的尝试,凭借其出色的性能（增益高、偏置电压低、时间响应快速、对磁场不敏感等）,吸引着越来越多研究者的关注。围绕SiPM的结构原理,回顾、分类、总结了SiPM在结构、性能及应用等方面近年来取得的研究进展。     

光电倍增管在直接探测激光雷达中的应用研究

在高层大气探测中,直接探测多普勒激光雷达具有比较优势.总结了直接探测激光雷达作用距离方程,分析了大气溶胶与大气分子散射、消光作用对激光传输的影响,利用Kolmogorov湍流模型估算大气湍流对回波信号的衰减.比较了没有对回波信号放大和用光电倍增管探测时所需发射脉冲的能量,仿真结果显示光电倍增管用于直接探测激光雷达,很好地抑制了探测器中的热噪声,改善了系统的性能,探测灵敏度提高了25.54 dB.     

基于噪声分布特性的脉冲信号自适应门限检测

通过分析数字脉冲信号幅度差分的概率分布模型,得到噪声的分布特性,并推导出用于脉冲信号检测的时域自适应门限。该门限可通过计算信号幅度差分绝对值的均值直接得到。该门限算法的第一个优点是门限值仅与噪声统计特性相关,与信号无关,可避免传统自适应算法中检测门限被强信号拉高,造成强信号附近的弱信号漏检问题;第二个优点是计算复杂度低,非常适合于实时性要求高而资源不足的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）等硬件平台实现,为脉冲信号的实时捕获和后续的侦察处理提供支撑。     

脉冲雷达回波信号检测性能比较分析

雷达脉冲回波信号在传播过程中受杂波、噪声和接收机检测电路的影响,呈现非平稳时变特点。本文针对脉冲回波信号检测的特点,研究了采用固定门限的N-P准则检测技术和门限自适应调整的CA-CFAR检测技术。分析比较了不同虚警概率下基于N-P准则的目标回波检测和在含噪声与杂波条件下设置不同的参考窗n进行CA-CFAR准则目标回波检测的性能,并开展了回波信号的检测性能比较。结果表明,CA-CFAR检测技术的性能优于N-P准则,且能够适应环境变化自适应调整检测门限。     

星载光子计数激光测高植被冠层高度误差分析

通过建立植被的单光子探测模型,分析和计算了星载光子计数激光测高植被探测中,因单光子探测原理引起的植被冠层高度误差.实验表明,北方针叶林的星载光子计数测高中单次激光脉冲首次探测到的信号光子的平均高程低于LIDAR数据提供的DSM约2.435 m.仿真结果表明,提高发射脉冲能量,减小激光脉冲发散角有助于减小误差,而拥有更高...     

一种适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法

将最快检测技术应用于超宽带脉冲信号检测中,具体采用改进的CUSUM(Cumulative Sum)算法来检测超宽带脉冲信号。首先分析了经过多径信道衰减后的超宽带脉冲信号概率分布特性,进一步提出了适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法。理论分析和仿真证明了所提改进算法性能优越且实现复杂度低。该算法克服了块检测算法的信噪比门限效应,且具有最优的检测延迟性能,相同虚警限制下其检测性能明显优于能量检测算法。     

基于光电倍增管单光子脉冲幅度分布的多比特光量子随机源

提出并验证了一种基于光电倍增管单光子脉冲高 度分布的多比特光量子随机源。将紫外LED发出 的光衰减成离散的单光子序列,光电倍增管探测到的单光子后,输出脉冲幅度随机分布的单 光子脉冲,通 过数字化单光子脉冲的峰值作为熵源来提取随机数,实现了一个单光子事件产生多个随机比 特位。为减小 所提取原始随机数存在的偏差,提出并实现了基于FPGA的SHA-256后 处理方法。光量子随机源工作在 500kc/s时,平均每个探测光子可提取7bit随机位,获得了3.5Mbit/s的随机位产生速率。运用随机性 测试程序ENT和STS对所获的随机位序列进行测试,测试结果表明,序列的随机性满足真随机 数的标准。     

水下微脉冲激光雷达单光子测距技术研究

在水下测距中,回波强度不足以在探测器输出端形成完整的回波波形。本文提出运用微脉冲激光雷达体制,对于单光子进行探测,利用Poission分布概率检测原理可检测出回波出现的位置,并结合水下测距系统进行一系列仿真计算和实验,收到良好效果,研究有助于大幅提高激光水下测距雷达的测距能力。     

基于脉冲感应的水下光缆探测技术及仿真

针对交流磁场探测法和绝对磁场探测法应用上的不足,提出了基于脉冲感应的水下光缆探测系统(OFCDS-PI).简要介绍了系统原理及其功能模型;详尽介绍了高速数据采集电路及与PC机接口电路的设计、数据处理软件的编制.对提出的系统方案进行了计算机仿真测试.仿真结果表明,电压衰落斜率越大,线圈与光缆间的距离越远,因此OFCDS-PI系统设计方案是有效和可信的.     

基于AD8310芯片的脉冲检波电路设计

针对高频脉冲信号的采集,本文提出了一种可满足单片机自带A/D采样高频脉冲信号的检波电路。该电路是基于AD8310芯片的检波电路设计,经过多级检波,将脉冲信号频率降低,从而达到降低采样成本的目的。     

起伏目标检测的应用研究

以RCS 分布模型中最典型的字2 模型为例,分析了起伏目标回波统计特性,推导出单脉冲起伏目标、脉冲积累后起伏目标的检测概率计算公式,并画出相应的检测性能曲线。脉冲积累后起伏目标的检测概率公式填补了目标特性领域在该研究方向上的理论空白,可用于研究脉冲积累下任意起伏目标的检测性能,为目标散射特性研究、雷达系统设计及车辆自