Устройство для счета фотонов

)9) ЯО )11) С 01 Л 1 44 я азернцмск,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕ П:ЛЬСТ(71) Институт оптики атмосферы СО АН СССР(56) Лагутин М.Ф Деняк О.А. и др.4-й Всесоюзный симпозиум по л му зондированию атмосферы. То ИОА СО АН СССР, 1976, с. 242.Шелевой К.Д., Бурков В.В. 6-й Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы, ч. 2, Томск, ИОА СО АН СССР, с. 114(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА ФОТОНОВ, содержащее фотоэлектронный умножитель, дискриминатор, быстрые счетчики, первое оперативное запоминающее устройство, сумматор, второе оперативное запоминающее устройство и электронную вычислительную машину, соединенные последовательно, схему сравнения, схему синхронизации, счетчик числа посылок, соединенный с блоком управления, причем вход ,схемы сравнения подключен к выходу) сумматора, схема синхронизации подключена к входам счетчика числа посылок и блока управления, соединенного с первым и вторым запоминающим устройствами, схемой сравнения и электронной вычислительной машиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения параметров атмосферы на удаленных участках трассы зондирования, в него дополнительно введены мультиплексор данных и третье оперативное запоминающее устройство при этом первый вход мультиплексора подключен к выходу второго оперативного запоминающего устройства, информационные выходы счетчика числа посылок подключены к второму входу мультиплексора, выход которого соеди нен с вторым входом сумматора, а выход схемы сравнения подключен к входу управления мультиплексора и входу третьего оперативного запоминающего устройства, выход последнего подключен к входной шине данных электронной вычислительной машины и к входу управления первого оперативного запоминакцего устройства.Изобретение относится к оптике атмосферы и может быть использовано для регистрации слабых, в том числе импульсных световых потоков в физике, спектроскопии, космических иссле )дованиях, астрономии и др.Целью изобретения является повышение точности измерения параметров атмосферы на удаленных участках трас. сы зондирования. ,0На Фиг. 1 изображена блок-схема устройства для счета фотонов на Фиг.2 а - распределение интенсивности потока Фотонов вдоль трассы зондирования," на фиг. 2 б - промежуточная 15 картина распределения информации во втором и третьем оперативных запоминающих устройствах.Устройство для счета фотонов содержит Фотоэлектронный умножитель 1, 20 дискриминатор 2, бьстрые счетчики 3, первое оперативное запоминающее устройство 4, сумматор 5, второе оперативное запоминающее устройство 6, .соединенные последовательно, схему 25 синхронизации , счетчик 8 числа посылок, блок управления 9, мультиплексор 10, схему сравнения 11, третье оперативное запоминающее устройство 12, электронную гычислительную З 0 машину 13. При этом вход схемы сравнения 11 подключен к выходу сумматора 5, схема синхронизации 7 подключена к входам счетчика 8 числа посылок и блока управления 9, соединенного с первым 4 и вторым 6 оперативными запоминающими устройствами, схемой сравнения 11 и электронной вычислительной машиной 13, первый вход мультиплексора подключен к выходу второго 40 оперативного запоминающего устройства 6, информационные выходы счетчика 8 числа посылок подключены к второму входу мультиплексора 10, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5, а выход схемы сравнения 11 подключен к входу управления мультиплексора 10 и входу третьего оперативного запоминающего устройст" ва 12, выход которого подключен к . входной шине данных электронной вычислительной машины 13 и к входу управления первого оперативного запоминающего устройства.Устройство для счета Фотонов работает следующим образом.Накопленные в цикле счета в ячейках гервого оперативного запоюнающего устройства 4 числа, соответствующие фотонам, зафиксированным вовременных интервалах трассы зондирования, поступают в цикле суммирования на первый вход сумматора 5, на второй вход которого поступают данные, полученные в предыдущих циклах зондирования (счета и суммирования)с второго оперативного запоминающего устройства 6 из ячейки с тем же номером, что и номер ячейки первого оперативного запоминающего устройства 4,Мультиплексор 10 в исходном состоянии пропускает данные на сумматор 5свторого оперативного запоминающего устройства 6. В результате сложения в. сумматоре чисел с первого 4 и второго 6 оперативных запоминающих устрочств на выходе сумматора 5 появляется новое число, которое записывается в ту же ячейку второго оперативного запоминающего устройства 6, из которой было взято число для суммирования. Эта последовательность операций производится для всех ячеек первого и второго оперативных запоминающих устройств. Таким образом, во втором оперативном запоминающем устройстве 6 происходит накопление данных в каждой из ячеек, соответствующих номеру временных интервалов, в которых в цикле счета производился счет фотонов счетчиками 3. Неод. - нократное повторение цикла счет-суммирование, происходящего всякий раэ после поступления синхроимпульса со схемы синхронизации 7, приводит к тому, что в ячейках второго оперативного запоминаюшего устройства 6 происходит накопление информации о числе зарегистрированных Фотонов до необходимого заданного уровня, Подсчет циклов производится и счетчике 8 числа посылок. Если в очередном цикле суммиро-, вания результатсуммирования соответствующих ячеек первого 4 и второго 6 оперативных запоминающих устройств достигает заданного уровня, определяющего точность интересующего параметра атмосферы в данном временном интервале, срабатывает схема сравнения 11 и переключает мультиплексор 10 так, что во второе оперативное запоминающее устройство 6 через сумматор 5 записывается число со счетчика 8 числа посылок, соответствующее номеру%посылки, при которой в данном временном интервале (в данной ячейке второго оперативного запоминающего устройства 6) произошло достижение заданного уровня накопления, обеспечивающего требуемую точность измерения. При этом со схемы сравнения 11 на первое оперативное запоминающее устройство 4 подается сигнал запрета выходных данных, поэта му число со счетчика 8 числа посылок складывается с нулевым числом ,с первого оперативного запоминающего устройства 4, т.е. во второе оперативное запоминающее устройст во 6 записывается именно номер посылки. Одновременно сигнал (единичный уровень) с выхода схемы сравнения 11 записывается в соответствующую ячейку третьего оперативно го запоминающего устройства 12, раоотающего синхронно с первым 4 и вторым 6 оперативными запоминающими устройствами.Дальнейшее наполнение данных при водит к достижению заданного уровня ,и в остальных ячейках второго оперативного запоминающего устройства 6 ,путем смены информации в заполнив)ипихся ячейках, При этом исключается суммирование вновь поступающих дан-;ных с первого оперативного запоминающего устройства 4 с состоянием ячеек, в которые уже было записано состояние счетчика 8 числа посылок и которые были отмечены записью35 "единицы" в параллельно работающее третье оперативное запоминающее ,устройство 12, так как "единица" с выхода данной ячейки третьего оперативного запоминающего устройства 12 блокирует выход первого оперативного запоминающего устройства 4. При этом число посыпок с выхода второго оперативного запоминающего устройства 6 суммируется с "нулем" с выхода первого оперативного запоминающего устройства 4 и вновь записывается неизменным в ту же ячейкувторого оперативного запоминающего устройства 6, т,е, обращается тем до считывания информации в электронную вычислитель-. ную машину 13. При достижении одним из критериевокончания эксперимента (критериями могут быть заданный уровень накоплениячисло посылок, требование окончания йатаймеру или по программе с электроннойвычислительной машины и др.) данные,записанные во втором оперативном запоминающем устройстве 6, считываютсяв электронную вычислительную машину 13, причем состояние третьего оперативного запоминающего устройства 12,считываемого параллельно, являетсяиндикатором информации из даннойячейки второго оперативного запоминающего устройства 6. Считывание"единицы" с третьего оперативного запоминающего устройства 12 соответствует записи в ячейке второго оперативного запоминающего устройства 6 номера числа посылок, при котором бып достигнут заданный уровень накопления,считывание "нуля" - записи числа накопленных к данному моменту фотонов.На .фиг. 2 1 показаны интенсив-:.ность 4: потока фотонов в зависимостиот расстояния Е, заданный уровень накопления во втором опративном запоминающем устройстве Иномер временного интервала Я (ячейки оперативного запоминающего устройства).Дальнейшее накопление информациив ячейках второго оперативного запоминающего устройства 6 в конце концовприводит к заполнению всех ячеек оперативного запоминающего устройстваномерами посылок, при которых в этихячейках происходило достижениезаданного уровня накопления, чтопозволяет рационально использоватьполезный объем второго оперативногозапоминающего устройства 6, заполняя его в необходимых случаях полностью и без потери информации.Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять параметры атмосферы с высокой точностьювдоль всей трассы зондированияи повысить гибкость экспериментаза счет возможности накапливатьрезультаты не только до заданногочисла посылок, но и до заданногоуровня накопления в одной или нескольких (всех) ячейках,1173196 Юзам 0 И 3 Составитель Е,ИаколкинРедактор А.Циткина Техред Л.Микеш КорректорА.Зимокос 4 5 ушская наб д ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ил Заказ 5038/37 Тираж 89 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р