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《微弱信号讲座第六讲弱光的测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、号日讲座微弱信马勺」”“一己习狈第六讲光量陈询、中国科学院物理研究所,、,光测量广泛用于各个领域例如光谱学天线间的藕合最小例如若被测信号功率为、一”,,文学激光光谱分析以及光纤特性测量等由,.1一般电源线的功率为千瓦级则信号,弱光测,于噪声的影响量不同于强光的测量因线与电源线之间的功率藕合系数必须小于,,.一2,,,必此必需采用特殊的方法来降低噪声改善信噪这是一个很小的数字由此可见须认,比以提高测量精度本文将通过对噪声的分干扰主要表现为3真处理干扰间题!∀接地,析及改善信噪比方法的介绍来讨论弱光测量中系统不等电位#!2任何线路都有残余面积它的问题使磁通变化
2、转换成线路电压#!4任何静电屏蔽都有孔洞漏电场#!5任何同轴屏蔽线都有、一光检测系统能量漏进中心导体#!−任何电气设备,如马,、、光检测系统通常包括四个部分!如图∀所达日光灯变压器等都会向周围散发出大量能,即检测对象和应用目的#,例如测辐3示检测器量所采取的防干扰措施有、、、、3射热计光电倍增管视象管固态摄象管光二!∀防止静电干扰采用差分输人的前置、,极管阵列可门控的或增强的各种器件#信号处放大器连至阳极负载的信号电缆端接匹配阻,、、,,理部分包括放大器取样线路模数转换器等#抗()+及其阳极负载电阻检测匹配电阻和,一一信息处理部分由最简单的∃%&监视器!示信号端接头都要屏
3、蔽有时可考虑将阳极负载∋一%记,()+波器或录仪至复杂的光多道分析器电阻放在前放端的高内阻等效于一个众所周知,最通用的光检测器是光电倍增地回路管!()因此,除在讨论光多道分析时,23因各种漏磁通影响地∗需!防止磁场干扰,我,考虑另外不同类型的检测器外们仅讨论光回路穿过各地线闭合环路的交流磁通会在地,电倍增管作为检测器的各种检测方法当然线上感生相当大的电流这个电流将在信号线,,这种讨论也适用于其他场合的屏蔽线上产生压降并叠加在信号上送至放()+的输出有许多方法,因此要尽量避免地线环,检测其中包括大器的输人端使之、、直流静电计法交流锁相放大器法冰冲取样积缩至最小
4、分器法以及光子计数器法等!4尽可能减少地线系统中的感生电流3,在实验室刘象应该注意中各馈电线的相线有时是供电变压器的不同相线或不同供电变压器的相#位侧册值号处理信息处理,它们对地线可以有很大的电位差因此,姗线各,图,光检测系统种仪器连成的系统地线间的电位差会很大甚,至有安培级的电流在内部接线中流过产生很、二减小噪声大的内部干扰不论用哪一种检侧,5方法首先要尽可能使!电动机及未屏蔽的或过荷的变压器是。,−0,环境干扰减至最小在实验中./市电及很大的磁干扰源日光灯也是很大的静电干扰,,电动机电刷抖动产生很宽频带的噪声因其谐波的干扰很大故必须使输人电路与电源源物理,。此。
5、#在一些实验中应避免使用这些设备声电压谱密度,/0的干扰3可用窄带滤波的−!防止−.!放大器内部噪声电流发生器的散弹噪,,,办法去除当然用锁相放大器是最好的办法声电流密度9在,,。。文献【,中给出了各种消除干扰的方法因此总输出噪声电压谱密度为。32,,应参照执行。一。己:。乙:。三:。乏:。,。斌乏!检验一个系统是否实现了良好的防干扰措;3。2,;4,;。;,,;。由于乙<己二二及乏故巴,、。施最实用的方法是将接线设备等前后左右动。,,,所以这个系统是受检测器限制的例如,、,一动如果检测仪器的输出!幅值计数不变。>,≅。,泄漏电流几为=?即使用,来对消=但则证
6、明坑干扰的措施没有问题了因。,几是温度和倍增管电源电压的函数故变,,、化起伏不定很难达到对消的目的因此这种三直流静电计测量系统方法适用于光电流大于,.>?的情况典型的直流静电计测量系统如图2所示如果我们认为光电流是光子流,则对,.>?(+,)的输出电流通过运算放大器反馈时间常而言相当于每秒有Α2−∋,.,.个光电子流过数为67的并联阻容进行积分静电计的输用现代电子技术无法分辨出这样的光电子的出电压正比于输人电流的平均值对于这个系,3统其噪声源为、四锁相放大器系统8,若用光斩波器对输人光斩波则可有效地将上述的几。慢变化隔离掉图4是一个典型至尸)了的锁相放大器
7、测量系统输人到单色仪的白光,被光斩波器调制借助参考信号使频率与调制,而()+频率相同的输人信号通过锁相放大器一,,夕乙所产生的斩波频率以外的各种杂散信号均被锁:Β了相放大器抑制图2电流侧量静电计系统渐波器光源锁相!,()+电路的直流暗噪声3它由杂散农单色仪卜州样品()+一放大器光和暗!漏电流引起若()+马不考虑打拿极达3,附加噪声则()+散弹噪声电流谱密度的3#,均方根值‘为几一丫云厅兀!∀图4锁相放大器系统。?为()+,;为电子电荷,几式中的增益,()+为()+阳极电流的暗噪声成分如果尽力消除
