CN104614084A - 一种光子探测装置及其使用方法 - Google Patents
一种光子探测装置及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104614084A CN104614084A CN201510028809.XA CN201510028809A CN104614084A CN 104614084 A CN104614084 A CN 104614084A CN 201510028809 A CN201510028809 A CN 201510028809A CN 104614084 A CN104614084 A CN 104614084A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- detection device
- photon detection
- photon
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明涉及一种光子探测装置及其使用方法。本发明的光子探测装置包括转盘，所述转盘上设有多个光谱敏感区域互不相同的探头，多个所述探头分布在所述转盘的同一个圆周上。本发明通过在转盘上设置多个探头，旋转转盘以测定不同光谱敏感区域探头工作时样品的发光结果，由此找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域，再用光谱敏感区域与样品发射光子波长相近的探头测定样品，可提高样品测定的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光子探测装置及其使用方法，尤其涉及一种用于弱光探测的光子探测装置及其使用方法。
背景技术
随着技术的发展，各种结构和功能的光子探测仪器层出不穷，例如光电倍增管PMT(Photomultiplier Tube)和电荷耦合元件CCD(charge-coupled device)等。光电倍增管建立在光电子发射效应、二次电子发射和电子光学理论基础上，其可将微弱的入射光转换成光电子。光电倍增管性能优越，用于弱光探测已有70多年的发展历史，广泛应用到光谱分析、遥感卫星测量、高能物理、医学影像诊断、环境监测等多个领域。
电荷耦合元件CCD作为一种集成电路，CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号，CCD是光子探测和视频采集领域中重要的技术。
光电倍增管PMT和电荷耦合元件CCD等装置探测光子过程中，都利用了光电子效应。当入射光的波长在光子探测装置的光谱敏感区域内或附近时，我们可以灵敏地检测出入射光；但是当入射光的波长与光子探测装置的光谱敏感区域不一致时，我们测定的灵敏度将降低，甚至可能导致探测不到入射光。
提高光子探测装置的灵敏度能增强其应用范围，尤其是对于弱光而言，高灵敏度的光子探测装置的作用更加突出。但现有技术中，光子探测装置仅用一个探头(例如PMT、CCD等)作为探测元件，该探头的光谱敏感区域已确定，而不同样品发射光的波长不同；故仅有发射光波长与探头光谱敏感区域相近的样品才能有效地被检测，对于发射光波长与探头光谱敏感区域不一致的样品，其检测灵敏度较差。
由此，改进光子探测装置的结构以提高样品测定的灵敏度成为我们关注的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷而提供一种光子探测装置，该光子探测装置能提高样品测定的灵敏度。
与此相应，本发明还提供了上述能提高样品测定灵敏度的光子探测装置的使用方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种光子探测装置，包括转盘，所述转盘上设有多个光谱敏感区域互不相同的探头，多个所述探头分布在所述转盘的同一个圆周上。
本发明中，所述探头为用于光信号测定的探头。使用本发明的光子探测装置时，待测样品与多个所述探头所在的圆周上任意一点位置相对。本发明光子探测装置的转盘可顺时针或逆时针旋转，随着转盘旋转，我们可更换测定样品的探头，从而得到采用不同光谱敏感区域探头测定样品的结果；当其它测定条件相同时，样品发光强度的大小主要由测定所用探头决定，测定所用探头的光谱敏感区域与样品发射光波长越接近，检测灵敏度越高，测得的样品发光强度越大，据此我们可找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域。转盘上设置的探头越多，越便于找出与样品发射光子波长更接近的光谱敏感区域，在相同条件下以此光谱敏感区域与样品发射光子波长接近的探头测定样品，测定灵敏度更高。
作为上述技术方案的改进，所述探头为三个。当探头为3个时，我们既可以找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域，也可便于制造光子探测装置，并且节约成本。
作为上述技术方案的改进，所述探头均匀分布在所述转盘上。探头均匀分布在转盘上时，转盘的稳定性更好。
作为上述技术方案的改进，所述探头为光电倍增管或电荷耦合元件。
作为上述技术方案的改进，所述光电倍增管包括密封容器、用来接收光子并产生光电子的光阴极、用来接收并倍增放大所述光电子的倍增系统、用来收集所述倍增系统倍增放大的光电子的阳极、用来给光阴极和倍增系统供电的供电极，所述光阴极、倍增系统和阳极设于所述密封容器内，所述光阴极和所述倍增系统之间还设有聚焦电极。
本发明还提供了所述光子探测装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：(1)旋转转盘，使多个探头中的一个探头转至与待测样品相对的位置，测定样品发光强度；(2)继续旋转转盘，更换样品测定的探头；(3)比较不同光谱敏感区域探头测定样品的结果，找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域；(4)用找出的光谱敏感区域与样品发射光子波长相近的探头进行样品测定。
本发明的有益效果为：本发明通过在转盘上设置多个探头，旋转转盘以测定不同光谱敏感区域探头工作时样品的发光结果，由此找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域，再用光谱敏感区域与样品发射光子波长相近的探头测定样品，可提高样品测定的灵敏度。本发明的光子探测装置尤其适用于弱光探测，例如生物光子探测。
附图说明
图1为本发明所述光子探测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1所述光电倍增管的结构示意图。
其中，1为转盘，20为第一探头，21为第二探头，22为第三探头，3为光阴极，4为聚焦电极，5为倍增系统，6为阳极。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面通过附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明实施例的一种光子探测装置，其包括转盘1，转盘1上设有三个探头，三个探头分别为第一探头20、第二探头21、第三探头22，三个探头的光谱敏感区域互不相同，第一探头20、第二探头21和第三探头22分布在转盘1的同一个圆周上。
使用时，待测样品与三个探头所在的圆周上任意一点位置相对。转盘1以O为圆心，可顺时针或者逆时针旋转。测定样品时，将第一探头20、第二探头21或第三探头22旋转至与待测样品相对的位置，用于样品发光强度测定；通过旋转转盘1可更换测定样品的探头，找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域。当然，转盘1上设置的探头可以为多个但不限于三个，例如探头可以为2个或4个等，并且转盘1上设置的探头越多，越便于找出与样品发射光子波长更接近的光谱敏感区域，但为方便制造光子探测装置，且综合考虑到实际过程中的成本问题，我们优选在转盘1上设置三个探头。
为了转盘1的稳定性更好，第一探头20、第二探头21和第三探头22均匀分布在转盘1上。
优选地，第一探头20、第二探头21和第三探头22均为光电倍增管，且所述光电倍增管的结构如图2所示，其包括密封容器、用来接收光子并产生光电子的光阴极3、用来接收并倍增放大所述光电子的倍增系统5、用来收集倍增系统5倍增放大的光电子的阳极6、用来给光阴极3和倍增系统5供电的供电极，光阴极3、倍增系统5和阳极6设于密封容器内，光阴极3和倍增系统5之间还设有聚焦电极4。需指出的是，光电倍增除上述结构外，还可采用现有技术中的其他结构，例如：采用冷却设备使光电倍增管降温，以降低背景信号。
上述光子探测装置的使用方法为：(1)旋转转盘，使多个探头中的一个探头转至与待测样品相对的位置，测定样品发光强度；(2)继续旋转转盘，更换样品测定的探头；(3)比较不同光谱敏感区域探头测定样品的结果，找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域；(4)用光谱敏感区域与样品发射光子波长相近的探头进行样品测定。
实施例2
本发明实施例的一种光子探测装置，本实施例光子探测装置与实施例1的区别仅在于：转盘1上设置的探头为电荷耦合元件(电荷耦合元件的结构为现有技术)；本实施例光子探测装置的其他结构及使用方法均同实施例1。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种光子探测装置，其特征在于：包括转盘，所述转盘上设有多个光谱敏感区域互不相同的探头，多个所述探头分布在所述转盘的同一个圆周上。
2.如权利要求1所述的光子探测装置，其特征在于：所述探头为三个。
3.如权利要求1或2所述的光子探测装置，其特征在于：所述探头均匀分布在所述转盘上。
4.如权利要求1或2所述的光子探测装置，其特征在于：所述探头为光电倍增管或电荷耦合元件。
5.如权利要求4所述的光子探测装置，其特征在于：所述光电倍增管包括密封容器、用来接收光子并产生光电子的光阴极、用来接收并倍增放大所述光电子的倍增系统、用来收集所述倍增系统倍增放大的光电子的阳极、用来给光阴极和倍增系统供电的供电极，所述光阴极、倍增系统和阳极设于所述密封容器内，所述光阴极和所述倍增系统之间还设有聚焦电极。
6.一种如权利要求1所述光子探测装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)旋转转盘，使多个探头中的一个探头转至与待测样品相对的位置，测定样品发光强度；(2)继续旋转转盘，更换样品测定的探头；(3)比较不同光谱敏感区域探头测定样品的结果，找出与样品发射光子波长相近的光谱敏感区域；(4)用光谱敏感区域与样品发射光子波长相近的探头进行样品测定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510028809.XA CN104614084A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种光子探测装置及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510028809.XA CN104614084A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种光子探测装置及其使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104614084A true CN104614084A (zh) | 2015-05-13 |
Family
ID=53148633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510028809.XA Pending CN104614084A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种光子探测装置及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104614084A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110672808A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 武昌理工学院 | 一种旋转式海洋水样探测架及探测方法 |
| CN111712748A (zh) * | 2018-02-13 | 2020-09-25 | 苹果公司 | 具有集成边缘外耦合器的集成光子装置 |
| US11158996B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-10-26 | Apple Inc. | Laser architectures using quantum well intermixing techniques |
| US11231319B1 (en) | 2019-09-09 | 2022-01-25 | Apple Inc. | Athermal wavelength stability monitor using a detraction grating |
| US11500154B1 (en) | 2019-10-18 | 2022-11-15 | Apple Inc. | Asymmetric optical power splitting system and method |
| US11579080B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-02-14 | Apple Inc. | Resolve path optical sampling architectures |
| US11585749B2 (en) | 2015-09-01 | 2023-02-21 | Apple Inc. | Reference switch architectures for noncontact sensing of substances |
| CN116399197A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-07 | 杭州工具量具有限公司 | 一种多用数显内径千分尺 |
| US11726036B2 (en) | 2014-12-23 | 2023-08-15 | Apple Inc. | Optical inspection system and method including accounting for variations of optical path length within a sample |
| US11815719B2 (en) | 2020-09-25 | 2023-11-14 | Apple Inc. | Wavelength agile multiplexing |
| US11852318B2 (en) | 2020-09-09 | 2023-12-26 | Apple Inc. | Optical system for noise mitigation |
| US11906778B2 (en) | 2020-09-25 | 2024-02-20 | Apple Inc. | Achromatic light splitting device with a high V number and a low V number waveguide |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202083469U (zh) * | 2011-04-26 | 2011-12-21 | 上海理工大学 | 一种黑硅光谱特性探测平台 |
| CN102551671A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-07-11 | 天津大学 | 光子计数型动态扩散荧光断层成像方法及装置 |
| CN204461620U (zh) * | 2015-01-20 | 2015-07-08 | 顾樵 | 一种光子探测装置 |
-
2015
- 2015-01-20 CN CN201510028809.XA patent/CN104614084A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202083469U (zh) * | 2011-04-26 | 2011-12-21 | 上海理工大学 | 一种黑硅光谱特性探测平台 |
| CN102551671A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-07-11 | 天津大学 | 光子计数型动态扩散荧光断层成像方法及装置 |
| CN204461620U (zh) * | 2015-01-20 | 2015-07-08 | 顾樵 | 一种光子探测装置 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11726036B2 (en) | 2014-12-23 | 2023-08-15 | Apple Inc. | Optical inspection system and method including accounting for variations of optical path length within a sample |
| US11585749B2 (en) | 2015-09-01 | 2023-02-21 | Apple Inc. | Reference switch architectures for noncontact sensing of substances |
| US11158996B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-10-26 | Apple Inc. | Laser architectures using quantum well intermixing techniques |
| US11777279B2 (en) | 2017-09-28 | 2023-10-03 | Apple Inc. | Laser architectures using quantum well intermixing techniques |
| US11579080B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-02-14 | Apple Inc. | Resolve path optical sampling architectures |
| CN111712748A (zh) * | 2018-02-13 | 2020-09-25 | 苹果公司 | 具有集成边缘外耦合器的集成光子装置 |
| US11960131B2 (en) | 2018-02-13 | 2024-04-16 | Apple Inc. | Integrated photonics device having integrated edge outcouplers |
| US11231319B1 (en) | 2019-09-09 | 2022-01-25 | Apple Inc. | Athermal wavelength stability monitor using a detraction grating |
| US11500154B1 (en) | 2019-10-18 | 2022-11-15 | Apple Inc. | Asymmetric optical power splitting system and method |
| CN110672808A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-10 | 武昌理工学院 | 一种旋转式海洋水样探测架及探测方法 |
| CN110672808B (zh) * | 2019-10-25 | 2022-02-11 | 武昌理工学院 | 一种旋转式海洋水样探测架及探测方法 |
| US11852318B2 (en) | 2020-09-09 | 2023-12-26 | Apple Inc. | Optical system for noise mitigation |
| US11815719B2 (en) | 2020-09-25 | 2023-11-14 | Apple Inc. | Wavelength agile multiplexing |
| US11906778B2 (en) | 2020-09-25 | 2024-02-20 | Apple Inc. | Achromatic light splitting device with a high V number and a low V number waveguide |
| CN116399197B (zh) * | 2023-03-31 | 2023-09-22 | 杭州工具量具有限公司 | 一种多用数显内径千分尺 |
| CN116399197A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-07 | 杭州工具量具有限公司 | 一种多用数显内径千分尺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104614084A (zh) | 一种光子探测装置及其使用方法 | |
| CN205752093U (zh) | 光学系统、光检测器、光电倍增器检测器及其系统 | |
| US10473797B2 (en) | Radiation detection apparatus and method | |
| CN108387560B (zh) | 光子到达时间和位置同步测量的荧光寿命成像系统及方法 | |
| WO2020216151A1 (zh) | 一种信号校正的方法及装置 | |
| CN204461620U (zh) | 一种光子探测装置 | |
| US9146203B2 (en) | X-ray stress measuring apparatus | |
| CN108092624B (zh) | 一种太阳能电池开路电压分布的检测装置及其检测方法 | |
| CN104713642B (zh) | 一种真空紫外激光绝对能量测量装置 | |
| JPWO2013129390A1 (ja) | 固体の空準位測定方法及び装置 | |
| La Rocca et al. | Fabrication, characterization and testing of silicon photomultipliers for the Muon Portal Project | |
| CN201233445Y (zh) | 一种微型光电二极管的核辐射探测仪 | |
| US10139498B2 (en) | Radiation measurement apparatus and method | |
| Stagliano et al. | Silicon photomultiplier current and prospective applications in biological and radiological photonics | |
| US20200150060A1 (en) | Non-destructive inspection system for detecting defects in compound semiconductor wafer and method of operating the same | |
| CN110646384B (zh) | 一种半导体材料电阻率光学测量方法 | |
| JP2011137678A (ja) | 検査方法及び検査装置 | |
| CN101893679A (zh) | 一种太阳能电池量子效率的直流测量装置及其使用方法 | |
| Burr et al. | Evaluation of a position sensitive avalanche photodiode for PET | |
| Bogdanov et al. | Temperature dependence of the sensitivity of silicon photomultipliers in the regime of single-photon detection of ultraviolet radiation | |
| Johnston et al. | Absolute calibration method for nanosecond-resolved, time-streaked, fiber optic light collection, spectroscopy systems | |
| CN110470385A (zh) | 光阑式真空紫外辐射亮度计 | |
| Wang et al. | Research Progress on Detection of Weak Light Signal by Photomultiplier Tube | |
| CN220304699U (zh) | 一种离子阱系统的成像装置 | |
| CN117739875B (zh) | 一种基于光电效应的刀具涂层均匀性检测系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150513 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |