Способ определения функции интенсивности импульсного потока фотонов методом счета фотонов

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при измерении импульсных оптических процессов в широких диапазонах интенсивностей и длительностей . Изобретение позволяет при использовании эквивалентных применяемым в известном способе фотоэлектронных преобразователей и измерительных средств повысить помехоустойчивость процесса измерения функции интенсивности импульсных потоков фотонов по отношению к посторонним импульсным оптическим засветкам. В соответствии с данным способом интенсивность измеряемого потока фотонов устанавливается такой, чтобы имелась возможность разрешать отдельные фотоны во времени , делят его на К частных подобных потоков, преобразуют последние в эквивалентные потоки электрических импульсов и подсчитьгаают за N реализаций потока количество электрических импульсов, попадающих в последовательно расположенные в рабочем диапазоне длительностей измеряемого процесса , и примыкающие друг к другу равные элементарные временные интервалы , начало первого из которых совмещено с началом реализаций. При этом учитывают только те электрические импульсы от частных потоков фотонов, которые не совпадают во времени, а число N реализаций измеряемого потока выбирают таким, чтобы квадрат максимального среднего числа импульсов , приходящегося на элементарный временный интервал, был не меньще величины , обратной требуемой относительной погрешности измерений из-за конечного объема выборки. 1 ил. К/) с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 J 1 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3911035/31-25 (22) 13.06.85 (46) 23.05.87. Бюл. )(19 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина (72) В.В. Данилевич (53) 621.383(088.8) (56) Гулаков И.P. и др. Импульсный флуориметр.-Вестник БГУ им. В.И.Ленина. Сер. 1, В 2, 1978, с. 76-78.

Чернявский А.Ф. и др. Статистические методы анализа случайных сигналов в ядернофизическом эксперименте. М.: Атомиздат, 1974, с. 295-297. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ПОТОКА ФОТОНОВ МЕТОДОМ СЧЕТА ФОТОНОВ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при измерении импульсных оптических процессов в широких диапазонах интенсивностей и длительностей. Изобретение позволяет при использовании эквивалентных применяемым в известном способе фотоэлектронных преобразователей и измерительных средств повысить помехоустойчивость процесса измерения функции интенсивности импульсных потоков фотонов по отношению к посторонним импульсным оптическим засветкам. В соответствии с данным способом интенсивность измеряемого потока фотонов устанавливается такой, чтобы имелась возможность разрешать отдельные фотоны во времени, делят его на К частных подобных потоков, преобразуют последние в эквивалентные потоки электрических импульсов и подсчитывают за И реализаций потока количество электрических импульсов, попадающих в последовательно расположенные в рабочем диапазоне длительностей измеряемого процесса, и примыкающие друг к другу равные элементарные временные интервалы, начало первого из которых совмещено с началом реализаций. При этом учитывают только те электрические импульсы от частных потоков фотонов, которые не совпадают во времени, а число N реализаций измеряемого потока выбирают таким, чтобы квадрат максимального среднего числа импульсов, приходящегося на элементарный временный интервал, был не меньше величины, обратной требуемой относительной погрешности измерений из-за конечного объема выборки. 1 ил.

1312402 2

t0

f5

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при измерении формы импульсных оптических процессов в широких диапазонах интенсивностей и длительностей, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего данный способ применительно к случаю измерения функции изменения во времени интенсивности импульсно вЬзбуждаемой люминесценции (число каналов фотопреобразования выбрано равным четырем).

Устройство содержит источник 1 возбуждающих световых импульсов, засвечиваемые им исследуемый образец 2 люминесцирующего вещества и фотоумножитель 3 опорного канала, подключенный выходом к входу схемы 4 усиле" ния и стандартизации импульсов, светоделительные элементы 5, делящие поток оптического излучения исследуемого образца на четыре потока, каждый из которых поступает на один фотоумножитель 6, схемы 7 усиления и стандартизации импульсов, через ко.торые фотоумножители 6 соединены с соответствующими входами многовходовой схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, многоканальный счетчик 9 импульсов, соединенный своим старт-входом с выходом схемы 4 стандартизации импульсов опорного канала, стоп-входом соединенный с выходом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 8, а выходом подключенный к блоку 10 отображения результатов измерений.

Устройство работает следующим об- разом.

Импульсы источника 1 света возбуждают исследуемый образец 2 и одновременно преобразуются при помощи фотоэлектронного умножителя 3 в электрические сигналы, которые стандартизируются и запускают процесс дискретизации временной шкалы в многоканальном счетчике 9 импульсов. Поток фотонов люминесценции с исследуемого образца 2 делится при помощи светоделительных элементов 5 на четыре подобных по форме и близких по интенсивности потока, которые направляются на соответствующие фотоэлектрон,ные умножители. 5. Выходные импульсы фотоэлектронных умножителей в каждом канале стандартизируются соответст— вующей схемой усиления и стандартизации импульсов 7 и подаются через схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 на информационный вход многоканального счетчика импульсов 9. При этом сигнал на выходе схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 формируется только тогда, когда имеется лишь один входной сигнал .

Многоканальный счетчик 9 импульсов определяет какое количество импульсов поступает íà его вход в течение каждого элементарного интервала дискретизации за N реализаций измеряемого процесса. Результаты этих оценок представляются на требуемом носителе в виде гистограмм при помощи блока 10 отображения информации, Изобретение позволяет ослабить влияние на точность измерений функций интенсивности потоков фотонов импульсного помехового оптического излучения, что достигается, с одной стороны, за счет ослабления интенсивности помеховых сигналов при их разделении по нескольким каналам и соответственно повышения в этих каналах соотношения сигнал/шум, а с другой стороны, влияние помеховых сигналов ослабляется за счет того, что они исключаются из регистрации при помощи операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Формула изобретения

Способ определения функции интенсивности импульсного потока фотонов методом счета фотонов путем преобразования N реализаций исходного потока фотонов в N реализаций потока электрических импульсов, подсчета для каждой из этих реализаций количества электрических импульсов, поступающих на последовательно расположенных в пределах максимальной длительности регистрируемого процесса и примыкающих друг к другу равных элементарных временных интервалах, начало первого из которых совмещено с началом реализации, и суммирования количества электрических импульсов, зарегистрированных на элементарных временных интервалах с одинаковыми номерами во всех обрабатываемых реализациях, число N которых выбирают таким образом, чтобы приходящееся на элементарный временной интервал максимальное суммарное количество импульсов было не меньше квадрата величины, обратной требуемой относительной погрешности

1312402

Составитель А, Чурбаков

ТехредЛ.Сердюкова Корректор М. Пожо

Редактор А. Сабо

Заказ 1962/39 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

его оценки, обусловленной случайным характером поступления этих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, исходный поток деляет на К частных подобных потоков, а при подсчете числа электрических импульсов на каждом иэ элементарныХ временных интервалов учитывают несовпадающие во времени электрические импульсы, полученные от частных потоков фотонов.