提高单光子计数器的信噪比实验研究.docx

摘要:在检测微弱光信号的实验当中，为了提高系统的信噪比，约束和去除噪音是至关重要的。在检测微弱光信号的时候，单光子计数方法是选择的最为有效简便的方法。在现代科学技术中单光子探测器地位是特别重要的。光子计数率是现代检测系统中重要的实验仪器，了解其原理，并掌握实验方法，熟练操作单光子计数器，对学生的理论及动手能力有很大的提高。

本次实验设计主要利用单光子计数原理研究提高单光子计数器的信噪比，在室内正常条件下测得仪器的阈值电平Vh为35。在以阈值电平35为的基础上，测量得输入电流为3ma、3.5ma和4ma时，对应的光子计数率为9513、12103、15270。在积分时间有10—40ms递增的时候，光子计数和信噪比也随着递增，在积分时间由100—1000ms递增的时候，其中的光子计数率和信噪比也是随之增大得。当在接通半导体制冷系统后， 在-10℃—10℃中以每5℃为一档，测量得的光子计数率由13139到26864之间逐步增大，对应的信噪比也由100.1变大到了153.7，因此升温也可以提高单光子计数器的信噪比。

实验结果表明，单光子计数器的信噪比变化与输入电流、积分时间、入射光透过率和实验温度都有着正比的关系。当输入电流、积分时间、实验温度其中的一项增大、边长、提高时单光子计数器的信噪比就随着增大。

关键词：SGD-2实验系统；单光子计数； 弱光信号检测； 信噪比

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 单光子计数器的现状及未来发展趋势-1

1.2 单光子计数器的实验原理-1

1.3单光子计数器的噪声-3

2 单光子计数器实验系统-5

2.1 单光子计数器的工作原理和构成-5

2.1.1 工作原理-5

2.1.2 单光子计数器的构成-5

3 实验内容及操作-7

3.1测量阈值电平Vh-7

3.2单光子计数测量-7

3.3在不同条件下的光子计数率-7

4 单光子测量及其数据分析整理-8

4.1电流变化对信噪比的影响-9

4.2积分时间变化对信噪比的影响-11

4.3 光子透过率变化对单光子计数的影响-15

4.4 温度变化对于实验系统信噪比的影响-15

结    论-18

参 考 文 献-19

致    谢-20