一种光子计数探测器的制作方法

本实用新型涉及光探测技术领域，特别涉及一种光子计数探测器。

背景技术：

光电倍增管(PMT)是光子技术器件中的一个重要产品，它是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光探测器件。

可广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中。

现有光子计数探测器是由端窗光电倍增管、高压电源模块以及比较成形电路组成的具有较大敏感面积的新一代光子计数探测器。主要应用于生物、医学、化学等领域的弱光探测、精密测量等。本产品直接输出标准TTL信号，便于数据处理。本产品出厂前，各参数点已经预设为最优值，用户只需接通电源，将输出端与计数器连接即可使用。

然而现有的光子计数探测器的暗计数率，检测量程有待提高，因此如何提高光子计数探测器的暗计数率以及检测量程是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光子计数探测器，能够提高光子计数探测器的暗计数率以及检测量程。其具体方案如下：

一种光子计数探测器，包括光电倍增管，并联于所述光电倍增管两端的高压电源供电电路或电压分压电路，所述光电倍增管的输出端与多级降噪滤波放大电路的输入端相连，所述多级降噪滤波放大电路的输出端与比较器的输入端相连，所述比较器的输出端与脉冲整形器相连。

优选地，所述光电倍增管为打拿极型光电倍增管。

优选地，所述打拿极型光电倍增管，包括：：玻璃基底、光电阴极、铝层、打拿极和屏蔽板，所述铝层的长度到达打拿极部分，所述屏蔽板的高度到达打拿极部分，所述铝层的长度和所述屏蔽板的高度对接或部分重合。

优选地，所述光电倍增管为MCP型光电倍增管。

优选地，所述光电倍增管外侧设有导冷装置，所述导冷装置与制冷片相连。

优选地，所述导冷装置外侧设有保温层。

优选地，所述光子计数探测器还设有温度控制装置。

优选地，所述多级降噪滤波放大电路为三级降噪滤波放大电路。

优选地，所述多级降噪滤波放大电路为场效应管三级降噪滤波放大电路。

本实用新型提供种光子计数探测器，包括光电倍增管，并联于所述光电倍增管两端的高压电源供电电路或电压分压电路，所述光电倍增管的输出端与多级降噪滤波放大电路的输入端相连，所述多级降噪滤波放大电路的输出端与比较器的输入端相连，所述比较器的输出端与脉冲整形器相连。与现有技术相比，采用了了多级降噪滤波放大电路，大大降低了暗计数率，提高了检测量程，大大增加了光电倍增管的信噪比，具有更加广泛的应用范围和前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的原理示意图；

图2为本实用新型一种具体实施方式所提供的光电倍增管结构剖视图；

图3为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的三级降噪滤波电路的工作原理图；

图4为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的三级降噪滤波电路的又一工作原理图；

图5为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的工作特征曲线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的原理示意图。

一种光子计数探测器，包括光电倍增管101，并联于所述光电倍增管101两端的高压电源供电电路或电压分压电路102，所述光电倍增管101的输出端与多级降噪滤波放大电路103的输入端相连，所述多级降噪滤波放大电路103的输出端与比较器104的输入端相连，所述比较器104的输出端与脉冲整形器105相连。

光电倍增管101倍增方式又分打拿极和MCP(micro channel plate，微通道板)两种。打拿极型光电倍增管101由光阴极、倍增级和阳极等组成，由玻璃封装，内部高真空，其倍增级又由一系列倍增极组成，每个倍增极工作在前级更高的电压下。打拿极型光电倍增管101接收光方式分端窗和侧窗两种。

打拿极型光电倍增管101的工作原理：光子撞击光阴极材料，克服了光阴极的功函数后产生光电子，经电场加速聚焦后，带着更高的能量撞击第一级倍增管，发射更多的低能量的电子，这些电子依次被加速向下级倍增极撞击，导致一系列的几何级倍增，最后电子到达阳极，电荷累计形成的尖锐电流脉冲可表征输入的光子。

请参考图2，图2为本实用新型一种具体实施方式所提供的光电倍增管101结构剖视图；图4为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的三级降噪滤波电路的又一工作原理图。

优选地，所述光电倍增管101为打拿极型光电倍增管101。

进一步地，为了提高光电倍增管101的时间响应速度，优选地，所述打拿极型光电倍增管101，可以包括：玻璃基底201、光电阴极203、铝层205、打拿极207和屏蔽板208，所述铝层的长度到达打拿极部分，所述屏蔽板的高度到达打拿极部分，所述铝层的长度和所述屏蔽板的高度对接或部分重合。

当然，所述光电倍增管101也可以是MCP型光电倍增管101。MCP型光电倍增管101均为端窗光电倍增管101，适于受照面积大的应用。典型MCP光电倍增管101的组成包括入光窗、光阴极、电子倍增极和电子收集极(阳极)等。

为了保持光电倍增管101的温度不至于过高，从而使得光电倍增管101的性能稳定所述光电倍增管101外侧设有导冷装置，所述导冷装置与制冷片相连。

进一步地，为了减少导冷装置与外界的热交换，可以在所述导冷装置外侧设有保温层。

更进一步地，为了保持光子技术探测器的温度稳定，可以在所述光子计数探测器设有温度控制装置。在温度高于预设温度时，采用例如，开启风扇的降温措施。

请参考图3，图3为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的三级降噪滤波电路的工作原理图。

值得指出的是，所述多级降噪滤波放大电路103为三级降噪滤波放大电路。所述多级降噪滤波放大电路103为场效应管三级降噪滤波放大电路。

放大电路是指能够把微弱的信号放大的电路。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。放大器有交流放大器和直流放大器。放大电路(amplification circuit)能够将一个微弱信号通过一个装置(核心为三极管、场效应管)，得到一个波形相似(不失真)，但幅值却大很多的交流大信号的输出。

实际应用中，放大电路的输入信号都是很微弱的，一般为毫伏级或微伏级。为获得推动负载工作的足够大的电压和功率，需将输入信号放大成千上万倍。由于前述单级放大电路的电压放大倍数通常只有几十倍，所以需要将多个单级放大电路联结起来，组成多级放大电路对输入信号进行连续放大。

多级放大电路中，输入级用于接受输入信号。为使输入信号尽量不受信号源内阻的影响，输入级应具有较高的输入电阻，因而常采用高输入电阻的放大电路，例如射极输出器等。中间电压放大级用于小信号电压放大，要求有较高的电压放大倍数。输出级是大信号功率放大级，用以输出负载需要的功率。

多级放大电路的级间耦合方式及特点在多级放大电路中，级与级之间的联结方式称为耦合。级间耦合时应满足以下要求：各级要有合适的静态工作点；信号能从前级顺利传送到后级；各级技术指标能满足要求。

本实用新型提供种光子计数探测器，包括光电倍增管101，并联于所述光电倍增管101两端的高压电源供电电路或电压分压电路，所述光电倍增管101的输出端与多级降噪滤波放大电路103的输入端相连，所述多级降噪滤波放大电路103的输出端与比较器的输入端相连，所述比较器的输出端与脉冲整形器相连。与现有技术相比，采用了了多级降噪滤波放大电路103，大大降低了暗计数率，提高了检测量程，大大增加了光电倍增管101的信噪比，具有更加广泛的应用范围和前景。

降噪可以采用类似双麦克降噪的原理，采用一个信号源采集的信号来对另外一个信号元采集的信号做减法，即可实现降噪。

请参考图5，图5为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种光子计数探测器的工作特征曲线。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。