單光子探測器后脈沖概率的測量開題報告-開題報告-在線瀏覽
2025-03-24 07:53本頁面
【正文】 中心釋放出的載流子受到電場加速，它們會再次觸發(fā)雪崩，產(chǎn)生與前一次雪崩脈沖相關(guān)聯(lián)的后脈沖，在沒有光子到達時會引起一次誤計數(shù)。 使用時間關(guān)聯(lián)單光子計數(shù)測量后脈沖，常用的方法是將單光子探測器輸出的 TTL 脈沖同時連 接到時幅轉(zhuǎn)化儀的開始端和停止端，停止端信號相對于開始端信號的時間間隔通過 TAC轉(zhuǎn)化成與之成正比的脈沖幅度。在脈沖激光源強度穩(wěn)定的情況下，使用這種開始 停止技術(shù)得到的自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線就反映了探測器的后脈沖概率分布。脈沖半導(dǎo)體激光器（ PicoQuant， PDL 800）發(fā)出的光脈沖經(jīng)過可調(diào)光衰減片衰減至每一脈沖的平均 光子數(shù)為 后，通過透鏡聚焦，進入單光子計數(shù)模塊（ PerkinElmer，SPCMAQR15， SPCM1）。經(jīng)時幅轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的不同幅度的電脈沖輸入 MCA（ Ortec， TrumpPci2k）進行脈沖高度分析。實驗中還使用了另一個相同型號的單光子探測器（ SPCM2），將它的暗計數(shù)信號連接到 TAC 的停止端，替換 SPCM1 的輸出信號，測量兩個探測器之間的關(guān)聯(lián)函數(shù) 曲線，測量結(jié)果可用于分析暗計數(shù)對于自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線的影響。 脈沖半導(dǎo)體脈沖激光器輸出光脈沖的頻率為 750 kHz, 脈沖寬度為 55 ps，輸出激光的波長為 635 nm（空氣中）。 SPCM1 和 SPCM2 通過 熱電致冷而保證很低的暗計數(shù)率，通過溫度控制而避免環(huán)境溫度變化對于探測器增益的影響。 TAC輸出的電脈沖信號幅度為 0~10V。 TAC 允許的最小輸出脈沖為 ，因此與開始端 TTL脈沖的時間間隔小于 5‰ TAC量程內(nèi)到來的停止端 TTL 信號將無法引起 TAC 的響應(yīng)，這段時間又稱為 TAC的死時間。 TAC 輸出的脈沖反映了單光子探測器相鄰兩輸出脈沖的時間間隔。 實驗中測得的脈沖激光的自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線以及相應(yīng)的暗計數(shù)的測量如圖 2 所示。圖二（ a）顯示的是脈沖激光的自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線；（ b）顯示的是相同采樣時間得到的脈沖激光與探測器暗計數(shù)的關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線。 SPCM1 Laser TAC Stop Start MCA PC OA SPCM2 Optical shielded L 圖二 脈沖激光的自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線以及相應(yīng)的暗計數(shù) 由圖二（ a）可知，自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線在前一雪 崩脈沖后的一段時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)為 0。在 SPCM 死時間內(nèi)，探測器的工作電壓低于雪崩電壓，不可能產(chǎn)生后脈沖及暗計數(shù)。 在死時間結(jié)束后，自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線上出現(xiàn)了一個很尖銳的峰（ A峰）。圖像表明，單光子探測器在死時間結(jié)束后的 3 ns 時間內(nèi)會釋放出大量的后脈沖。隨著時間的推移，后脈沖出現(xiàn)的概率逐漸減小。后脈沖主要存在于探測器死時間后幾百納秒的時間內(nèi)。 自關(guān)聯(lián)函數(shù)曲線在 t = 1340 ns 的地方出現(xiàn)了曲線的最高峰（ B 峰），這對應(yīng)于脈沖激光器發(fā)出下一個光脈沖的時間。從插圖中可以看出， B 峰的半高寬度為 3 ns，遠遠大于激光脈沖的寬度，因此它是由單光子探測器的時間抖動（
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1