| 考虑脉冲高度分布（PHD）的光电倍增管光子探测模型 |
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| 引用本文： | 向雨琰,马跃,郭高峰,景泉,李松. 考虑脉冲高度分布（PHD）的光电倍增管光子探测模型[J]. 红外与毫米波学报, 2023, 42(1): 88-101 |
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| 作者姓名： | 向雨琰 马跃 郭高峰 景泉 李松 |
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| 作者单位： | 武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430072,武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430072,中国空间技术研究院，北京 100098,中国空间技术研究院，北京 100098,武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430072;武汉量子技术研究院，湖北 武汉 430010 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 （41801261）， 湖北省重点研发计划 （2022BID016） |
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| 摘 要： | 光电倍增管（Photomultiplier Tubes,PMT）具有光子级别的灵敏度，而且没有物理意义上的死区时间，在光子计数雷达应用中有独有的优势，但PMT响应单光子输出脉冲高度呈高斯随机分布，且不同脉冲之间还有可能产生堆叠，传统的单光子模型不能准确描述PMT的光子探测过程。针对PMT输出脉冲高度随机分布，脉冲堆叠现象和光子事件鉴别阈值的设置对光子事件探测概率的影响提出了一个新的PMT光子探测模型，并根据实际应用场景进行了简化，通过蒙特卡洛仿真验证了简化模型的适用性。搭建了光子计数雷达系统，通过和盖革模式APD进行实验对比，发现PMT光子探测模型虽然有略微的探测概率损失，但在测距应用中具有更小行走误差和更高测距精确度。实验也证明了新模型相比于传统单光子探测模型更符合PMT的光子事件探测概率分布，新模型对基于PMT光子计数雷达的系统设计和理论分析具有重要的指导意义。
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| 关 键 词： | 光电倍增管 脉冲堆叠 脉冲高度分布 探测概率模型 |
| 收稿时间： | 2022-05-23 |
| 修稿时间： | 2023-01-09 |
The photon detection mode of photomultiplier tubes considering the pulse height distribution |
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| XIANG Yu-Yan,MA Yue,GUO Gao-Feng,JING Quan and LI Song. The photon detection mode of photomultiplier tubes considering the pulse height distribution[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2023, 42(1): 88-101 |
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| Authors: | XIANG Yu-Yan MA Yue GUO Gao-Feng JING Quan LI Song |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | photomultiplier tubes pulse pile up pulse height distribution detection probability model |
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