Фоторегистратор для счета фотонов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 70773 А 9 у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМ ДЕТЕЛ ЬСТВ ндырев и приемники:и ближнийспектран, Ф.А,ЗаиВ.И. Стасее 139 в 1.Соитег Яоез, аррИб018,СЧЕТА ФОии,а сла- элекВого лект- льэомии,(21) 4886975/25(71) Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина(57)Использование: устройство предназначено для регистрации слабых оптических излучений методом счета фотонов и может Изобретение относится к фотометр именно к устройствам для регистрации бых оптических излучений путем фото трического преобразования свето излучения в последовательность одноэ ронных импульсов и может быть испо вано в спектральном анализе, астроно биофизике и т.д. Известны устройства, содержащие лавинный фотодиод (ЛФД), работающий в области пропорциональности умножения, подключенный первым выводом к источнику напряжения, а вторым - ко входу усилителя тока. Недостатком этих устройств является невысокая чувствительность. быть использовано в спектральном анализе, астрономии, биофизике, Сущность изобретения: в устройство, содержащее лавинный фотодиод(Л ФД) с гасящим резистором, усилитель и источник питания, введены интенсиметр, усилитель рассогласования. устройство фиксации напряжения. схема суммирования напряжения, управляемый генератор приращения напряжения, генс. ратор калибровочных интервалов, Источник питания выполнен управляемым, Генератор калибровочных интервалов периодически задает интервалы циклов калибровки и управляет генератором приращения напряжения и устройством фиксации напряжения. При этом происходит подстройка напряжения питания ЛФД по частоте темновых импульсов, В конце цикла калибоовки фиксируется установившееся напряжение питания и устройство переходит в режим измерения. 1 ил. Наиболее близким к изобретению является фоторегистратор для счета фо она, ссдержащий ЛФД, работающий в области микроплазменного пробоя, подключенный первым выводом к источнику напряжения, а вторым - ко входу усилителя тока, Недостатком этих устройств является невысокая чувствительность.Наиболее близким к изобретению является фоторегистратор для счета фотона, содержащий ЛФД, работающий в области микроплазменного пробоя, подключенный первым выводом к источнику напряжения через резистор гашения лавины, э вторым - ко входу усилителя импульсов тока. Вследствие технологических особенностей иэго 1770773товления ЛФД, площадь их чувствительного элемента невелика,Недостатком данного устройства является нестабильность рабочей точки ЛФД, что приводит к снижению точности измерений,Цель изобретения - повышение точностиПоставленная цель достигается тем, что в фоторегистраторе для счета фотонов, содержащем ЛФД, работающий в области микроплазменного пробоя, подключенный первым выводом ко входу усилителя тока микроплазменных импульсов, а вторым выводом через резистор гашения лавины - . к выходу источника питания, источник питания выполнен управляемым, и в устройство дополнительно введены интенсиметр, усилитель сигнала рассогласования, устройство фиксации напряжения, схема суммирования напряжения, управляемый генератор приращения напряжения и генератор калибровочных интервалов. при этом выход усилителя тока микроплазменных импульсов подключен через интенсиметр к инвертирующему входу усилителя сигнала рассогласования, к неинвертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, выход усилителя сигнала рассогласования через устройство фиксации напряжения подключен к первому входу схемы суммирования напряжения, второй вход которой соединен с выходом управляемого генератора приращения напряжения, вход которого подключен к первому выходу генератора калибровочных интервалов, второй выход генератора калибровочных интервалов соединен с управляющим входом устройства фиксации напряжения, выход схемы суммирования напряжения подключен к управляющему входу источника питания, а выход усилителя тока микро- плазменных импульсов и первый выход генератора калибровочных интервалов является выходами фоторегистратора,На чертеже представлена блок-схема устройства,Устройство содержит ЛФД 1 с гасящимрезистором, усилитель 2 тока микроплазменных импульсов, управляемый источник 3 питания, интенсиметр 4, усилитель 5 сигнала рассогласования, устройство 6 фиксации напряжения, схему 7 суммирования напряжения, управляемый генератор 8 приращения напряжения, генератор 9 калибровочных интервалов.Выход усилителя 2 тока микроплазменных импульсов подключен через интенсиметр 4 к инвертирующему входу усилителя 5 сигнала рассогласования, к неинвертирующему входу которого подключен источникопорного напряжения. выход усилителя 5через устройство 6 фиксации напряженияподключен к первому входу схемы 7 сумми 5 рования напряжения, второй вход которойсоединен с выходом управляемого генератора 8 приращения напряжения, вход которого подключен к первому выходугенератора 9 калибровочных интервалов,10 второй выход которого соединен с управляющим входом устройства 6 фиксации напряжения, выход схемы 7 .суммированиянапряжения подключен к управляющемувходу источника 3 питания, а выход усили 15 теля 2 тока и первый выход генератора 9являются выходами фоторегистратора.Устройство работает следующим образом,Генератор 9 калибровочных интервалов20 периодически задает прямоугольными импульсами, поступающими на управляемыйгенератор 8 приращения напряжения, дли-.тельность подачи на ЛФД 1 импульсов перенапряжения. В результате подачи25 повышенного напряжения рабочая точкаЛФД смещается в область сильной зависимости скорости счета темновых микроплазменных импульсов от напряжения питания,Приращение напряжения выбирается таким30 образом, чтобы в смещенной точке выполнялось соотношение Л и пп, где пп, -максимальная скорость счета импульсов врабочей (несмещенная рабочая точка) области,35 Ь и - изменение скорости счета в смещенной рабочей точке при дополнительномк смещающему приращению напряженияЙ 3, Ь О - максимально допустимая нестабильность рабочего напряжения.40 В режиме поданного повышенногонапряжения скорость счета импульсов навь 1 ходе усилителя 2 преобразуется интенсиметром 4 в аналоговый сигнал и подается наинвертирующий вход усилителя 5 рассогла 45 сования, На неинвертирующий вход подается.опорное напряжения Ооп. Выходноенапряжение усилителя 5 рассогласованиячерез устройство 6 фиксации напряжения исхему 7 суммирования подается на управля 50 емый источник 3 питания. После начала калибровочного цикла за счет замкнутогокольца отрицательной обратной связи устанавливается некоторое определенное питающее напряжения на ЛФД, За счет55 изменения Ооп питающее напряжение вцикле калибровки подбирается таким образом, чтобы оно превышало рабочее напряжение ровно на величину приращения,генерируемого генератором 8. В конце цик1770773 оставитель Ю.Гриневаехред М.Моргентал Корректо актор Т.Иванова вич каэ 3733 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 С ла калибровки по сигналу генератора 9 калибровочных интервалов в устройстве 6 фиксируется выходное напряжение, управляемый генератор 8 приращения напряжения выключается и в результате на ЛФД 1 поступает напряжение близкое к рабочему, В промежутке времени до следующего калибровочного цикла проводятся основные измерения.формула изобретения Фоторегистратор для счета фотонов, содержащий лавинный фотодиод, работающий в области микроплазменного пробоя, подключенный первым выводом к входу усилителя тока микроплазменных импульсов, а вторым выводом через регистр гашения лавины - к выходу источника питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, источник питания выполнен управляемым, а в устройство дополнительно введены интенсиметр, усилитель сигнала рассогласования, устройство фиксации напряжения, схема суммирования напряжения, управляемый генератор приращения напряжения и генератор калибровочных интервалов, при этом выход усилителя тока микроплаэменных импульсов подключен через интенсиметр к инвер тирующему входу усилителя сигналарассогласования, к неин вертирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, выход усилителя сигнала рассогласования через устройство фиксации 10 напряжения подключен к первому входусхемы суммирования напряжения, второй вход которой соединен с выходом управляемого генератора приращения напряжения, вход которого подключен к. первому 15 выходу генератора калибровочных интервалов, второй выход генератора калибровочных интервалов соединен с управляющим входом устройства фиксации напряжения, выход схемы суммирования напряжения 20 подключен к управляющему входу источника питания, а выход усилителя тока микро- плазменных импульсов и первый выход генератора калибровочных интервалов являются выходами фоторегистратора.