Многоканальный счетчик фотонов для регистрации сверхслабых световых потоков

Многоканальный счетчик фотонов для регистрации сверхслабых световых потоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для регистрации сверхслабых световых потоков, например спектров I флуоресценции, комбинационного рассеяния . Целью изобретения является увеличение разрешающей способности. Устройство содержит ЭОП 1, объектив it телевизионную трубку 3, нагрузку 4, предварительный усилитель 5, видеоусилитель 6, времяамплитудный анализатор 7, устройство 8 выборки-хранения i АЦП 9, ЦАП 10, устройство 11 измерения экстремальных значений и устройство 12 внешней памяти. Определение центра фотоэлектронных вспышек при наложении вызванных ими потенциальных рельефов производится по максимальному значению длительности импульса в пачке импульсов, относящихся к соседним строкам, 1 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК п ) (! 3) () G 01 J 1/44

Ке Оффису

h4PIiBO-ТЕМЧ / с ИБ )ц -, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0с

О

О

ГОСУДАРСТВ Е Н НОЕ ПАТЕ НТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4785387/25 (22) 22. 01, 90 (46) 23, 04.93, Бюл, N 15 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) В,И„Гавриловский, А.А. Макаров и В,A. Чикуров (56) Вайнер Ю.Г., Малявкин Л.П,, Салкис Э.Г. и др, Многоканальная система счета фотонов для регистрации слабых спектров. ПТЭ. 1981, М 4, с, 183.

Белага И,И., Маркелов С.В, Небелецкий В,Б. и др. Телевизионный 1000канальный счетчик фотонов для регист" рации сверхслабых световых потоков, "

Автометрия, 1979, h" 4, с. 22. (4) МНОГОКАНАЛЬНЫД СЧЕТЧИК ФОТОНОВ

ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СВЕРХСЛАБЫХ СВЕТОВЫХ

ПОТОКОВ (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для регистрации сверхслабых световых потоков, например спектров флуоресценции, комбинационного рассеяния. Целью изобретения является увеличение разрешающей способности.

Устройство содержит ЭОП 1, объектив

2, телевизионную трубку 3, нагрузку

4, предварительный усилитель 5, видеоусилитель 6, времяамплитудный анализатор 7, устройство 8 выборки"хра" нения, АЦП 9, ЦАП 10, устройство 11 измерения экстремальных зна ений и устройство 12 внешней памяти. Определение центра фотоэлектронных вспышек при наложении вызванных ими потенциальных рельефов производится по максимальнОму значению дпительности им» пульса в пачке импульсов, относящихся к соседним строкам, 1 ил, f 6?0993 деленгlос 1 ь в ог1ре!1елен»11 координат 35 центров фотоэлектронных вс(1ышек будет не менее чем диаметр вызванного ими поте11циального рельефа на м11шени т<:левиз11онной трубки, Нз известных устройств, наиболее 1П

6JIII3KL1tI к предлагаемОму яв

Недос тат ком та ког 0 1лног окан альноГО счет 1111

Изобретение относится к средствам регистра ц1111 Оптических, с и Г палов и может бь1ть использовано для регистрации сверхслабых световых потоков, Цель — увели«elltle разрешающей способности при регистрации сверхслабых светОвых потоков, На чертеже представлена схема многоканального счетчика фотонов. 1Î

Известе11 многоканальнь1й счетчик фото11ов длл регистрации сверхслабых световых потоков, содержащий электронно.опт11ческ11й преобразователь, люминесце11т1111й экран котороГo ч< роз 15 объектив Оптически связан с фотока1 тодом телевиэион11ой камер11, причем мишень гелевизионной трубки через блок обработк11 сигнала и управпени11 подключена ко входу устройства внеш- 2О ней памяти, Недостатком такого многоканального счетчика Фото(1ов являеTcp низкал разрешающая способность, Обусло1зленнал неопределенностью в Определе11ии коор- "»

ЧI динат центров фотоэлектронных вспышек,. Иоге11циаль11Ы11 рельеф с мишени телевиэ11он11ой1 трубки, пыз11а нный фотоэлектронной вспь1шкой, считывается не" сколькими последовательным11 строками 30 и в видеосигнале формируется пачка импульсог1, 1(ол11чество импульсов будет пропорц110нально диаметру потс нциального рельефа, Следовательно и неопреразрешающая способность, обусловленная регистрацией с равным весом фотоэлектронных вспышек при определении

»х координат в случае, когда потенциальные рельефы от соседних вспышек начинают перекрываться.

Предлагаемый многоканальный счетчик фотонов для регистрации сверхсла" бых световых потоков выполнен из устройства внешней памяти, аналого-цифрового преобразователя, устройства выборки и хранения, электронно-оптического преобразователя с люминесцентным экраном, телевизионной трубки с фотокатодом и м1гшенью, электрической нагрузки, предварительного усилителя и видеоусилителя, причем выход устройства выборки и хранения подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, а люминесцентный экран электронно-оптического преобразователя через объектив оптически связан с фотокатодом телевизионной трубки, к мишени которой подключена электричесI кал нагрузка, к которой через предваритель11ый усилитель подключен вход видеоусилителя, В отличие от известного, и него введены цифроаналоговый преобразователь, устройство для измерения экстремальных значений, времяамплитудный преобразователь подключен ко входу устройства выборки и хранения, а выхоц аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу цифроаналогового преобразователя (ЦАП), выход которого через устройство измерения экстремальных значений подключено «о входу устройства внешней памяти, l

Иногоканальный счетчик фотонов для регистрации сверхслабых световых потоков содержит электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 1, объектив 2, телевизионную трубку 3, электрическую нагрузку 4, предварительный усилитель 5, видеоусилитель G в ремяамплитудный анализатор 7, устройство 8 выборки и хранения, анало1 о-цифровой преобразователь 9, цифроаналоговый преобразователь 10, устройство 11 измерения экстремальных значений, устройство 12 внешней па>л11ти (3 состав электронно-оптическоГО ПРе бразователя входят Фотокатод 13 и люминесЦентный экран 1 1, а т л :.и и<-иная трубка содержит фо1ntl, 1 л I и мишень 16, 70993 6

1 с= Т

Изобретение позволяет повысить разрешающую способность многоканального счетчика фотонов за счет определения координат центров фотоэлектронных вспышек, 45

Устройство работает следующим образомм.

На фотокатод 13 1 проецируют изображение фотоэлектронных вспышек.

Изображение люминесцентного экрана

14 с помощью объектива 2 переносится на фотокатод 15, а затем на поверхность мишени 16. При этом за счет ухода фотоэлектронов на этой поверхности создается потенциальный рельеф, так как фотокатод 13 и фотокатод 15 эмитируют электроны, обладающие различными начальными энергиями, а также происходит растекание заряда на поверхности мишени 16, то в сечении созданный потенциальный рельеф изображением фотоэлектронных вспышек бу" дет представлять кружки.

При развертке электронным лучом телевизионной трубки 3 на нагрузке 4 формируется пачка импульсов, Длитель" ность импульсов Г в пачке определя" ется нахождением электронного луча телевизионной трубки 3 за время Т развертки одной строки на поверхности мишени 16, где создан потенциальный рельеф изображения фотоэлектронных вспышек и будет равна где I, — длина развертки одной строки, 1 — длина сечения потенциального рельефа на мишени 16 вдоль строки, Максимальный по длительности импульс в пачке определяет координату центра фотоэлектронной вспышки. Пач" ка импульсов снимается с нагрузки 4, поступает на вход предварительного усилителя 5, затем импульсы усиливаются и формируются видеоусилителем 6.

Далее видеоимпульсы поступают во времяамплитудный анализатор.

Для преобразования длительности видеоимпульса в амплитуду используется принцип заряда емкости С постоян» ным током в течение измеряемого времени. Кроме того, времяамплитудный преобразователь осуществляет дискриминирование шумовых входных видеоимпульсов установкой нижнего уровня дискриминации. С приходом видеоимпульса начинает заряжаться конденсатор С. Амплитуда установившегося напряжения на конденсаторе С будет пропорциональна длительности входного видеоимпупь л Установившееся напря5

40 жение на конденсаторе С поступает е устройство 8 выборки и хранения, которое осуществляет выборку и запоми" нание амплитуды установившегося напряжения времяймплитудного анализатора 7 в промежутках времени, когда сканируются участки м ени 16, где где сформирован потенциальный рельеф, В полосе -выборки информации запускается АЦП 9. Коды с АЦП 9 пода"ются в ЦАП 10, являющийся элементом памяти между трактом преобразования длительности видеоимпульса в амплитуду и нахождением его максимального знЛения. При этом амплитуда выходно" го напряжения ЦАП 1О будет изменяться пропорционально изменению длительности видеоимпульсов. Это напряжение поступает в устройство 11 для измерения экстремальных значений. В момент времени, когда амплитуда входного напряжения меньше амплитуды предыдущей, запомненной им, вырабатывается импульс. Фронт этого импульса совпадает во времени с экстремумом сигнала, а следовательно, и определяет координату центра фотоэлектронной вспышки, С выхода устройства,l1 экстремальных значений импульс центра фотоэлектронной вспышки поступает в устройство внешней памяти, Многоканальный счетчик фотонов обеспечивает разрешение

3 фотоэлектронные вспышки на 7 строк, Прототип обеспечит разрешение

Д" 2 фотоэлектронные вспышки на 7 строк. Величина увеличения разрешающей способности определится согласно следующему выражению

Д!

1 5. д!Ф ф ° формула изобретения

Многоканальный счетчик фотонов для регистрации сверхслабых световых потоков, содержащий устройство внешней памяти аналого-цифровой преобУ разователь, устройство выборки и хранения, электронно-оптический преобра" зователь с люминесцентным экраном, телевизионную трубку с фот< кат,лл м и мишенью, электрическую н гр зку, предварительный усилитель, я«л уси1670993

Составитель А,Грузинов

Редактор tl,Бокарева Техред tl,Моргентал

Корректор tl,tlàêñèèèøèíåö

Заказ 3090 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д, 4/5 в

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. 1агарина, 101 литель, причем выход устройства выборки и хранения подключен ко входу аналого-цифрового преобраэователя, а люминесцентный экран электронно-ohтического преобразователя через обьектив оптически связан с фотокатодом .телевизионной трубки, к мишени которой подключена электрическая нагрузка, к которой череэ предварительный усилитель подключен вход видеоусилителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, он снабжен дополнительно цифроаналоговым преобразователем, устройством измерения экстремальных значений, времяамплитудным преобразователем, причем выход видеоусилителя через времяамплитудный преобразователь подключен ко входу устройства выборки хранения, а выход аналогоцифрового преобразователя подключен ко входу цифроаналогового преобразователя, выход которого через устройство измерения экстремальных значений подключен ко входу устройства внешней памяти,