歡迎大家來到《濱松光電知識小課堂》產(chǎn)品技術(shù)知識分享欄目，本欄目致力于將光電相關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)知識掰開了，揉碎了，一點點與大家進行分享。本期話題“光子計數(shù)探頭模塊為什么沒有增益調(diào)節(jié)能力”。

熟悉光電倍增管的客戶都知道，我們可以通過調(diào)節(jié)倍增級電壓來調(diào)節(jié)光電倍增管的增益，也可以稱為調(diào)節(jié)光電倍增管的放大倍數(shù)。我們分別以光電倍增管裸管R928和光電倍增管模塊H10721為例，前者可以調(diào)節(jié)工作電壓來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，后者調(diào)節(jié)外部的增益電壓來調(diào)節(jié)光電倍增管模塊的放大倍數(shù)。

 R928調(diào)節(jié)電壓和放大倍數(shù)之間的關(guān)系

H10721調(diào)節(jié)電壓和放大倍數(shù)之間的關(guān)系

但是，很多客戶都會問：

常見的光子計數(shù)探頭模塊，比如H10682和CH299，他們也屬于光電倍增管模塊，為什么沒有增益調(diào)節(jié)的功能呢？

首先，光子計數(shù)探頭模塊不同于常見的光電倍增管模塊，它是在電流型光電倍增管模塊的基礎(chǔ)上增加了光子信號處理電路。

該電路能將單個光子激發(fā)的脈沖信號，經(jīng)過放大、鑒別、整形后輸出對應(yīng)的光子數(shù)邏輯脈沖，所以，我們能夠通過輸出的脈沖數(shù)來進行光子的計數(shù)。

當光電倍增管接收的光亮從一個很強的范圍變到單個光子信號時，光電倍增管的輸出會產(chǎn)生一個很明顯的變化，可以參考以下的圖。

常規(guī)的光電倍增管模塊由于后端沒有信號處理電路，直接輸出就是光電倍增管本身的信號。此時，如果我們對光電倍增管進行增益調(diào)節(jié)，可以有效地放大信號。

光子計數(shù)探頭模塊，由于探測的光強特別微弱，基本都是以單個光子的形式出現(xiàn)，光電倍增管的輸出就會如下圖所示，每一個脈沖都代表一個光子信號。此時，如果我們增加對光子計數(shù)探頭的增益，可以看到，單個光子激發(fā)脈沖的高度會顯著提高。但是，對應(yīng)的脈沖個數(shù)沒有發(fā)生變化。也就是說，增加增益，不會對光子個數(shù)產(chǎn)生影響。

同時，如果我們增加光子計數(shù)探頭的增益，在放大光子激發(fā)脈沖高度的同時，也會放大噪聲信號。如果放大的噪聲信號超過后面鑒別器的檢測下限，會引起由于引入噪聲計數(shù)而導(dǎo)致測量的不準確。所以，光子計數(shù)探頭需要一個合適的增益，在放大微弱信號的同時，還能夠做到噪聲和信號的分離，實現(xiàn)真正的光子信號探測輸出。

如下圖所示，當我們改變光電倍增管的工作電壓時，信噪比會在一段區(qū)間內(nèi)基本保持不變，這段曲線也稱之為坪特性曲線。在這段范圍內(nèi)，增益的增加對計數(shù)值沒有明顯的增加。所以，一般的光子計數(shù)探頭的增益電壓設(shè)置在坪區(qū)的電壓范圍之內(nèi)，可以得到一個穩(wěn)定的計數(shù)值。

光子計數(shù)探頭在出廠前，我們都已經(jīng)將光子計數(shù)探頭的工作電壓調(diào)節(jié)在一個穩(wěn)定的工作電壓范圍之內(nèi)。所以，在收到貨后，大家只需要提供供電電壓，光子計數(shù)探頭就可以正常工作了。

本期主講工程師介紹：濱松產(chǎn)品技術(shù)工程師馬進發(fā)，畢業(yè)于西安理工大學(xué)，目前負責(zé)濱松光電倍增管、電子倍增器、MCP等產(chǎn)品的技術(shù)支持，主要應(yīng)用方向為大氣激光雷達、質(zhì)譜等。擅長機械設(shè)計，已經(jīng)通過國內(nèi)CAXC計算機輔助認證和全 球CSWP工程師認證。

顆粒的大小叫做顆粒的粒度。度量顆粒大小的單位一般用微米或納米，個別領(lǐng)域也用毫米。在粒度測試中通常用顆粒的直徑（粒徑）來描述顆粒的粒度。

由固體顆粒堆積而成的集合體叫粉體。固體顆粒是組成粉體的基本單元。

用特定方法測定的不同粒徑區(qū)間內(nèi)的顆粒占總量的百分數(shù)稱為粒度分布。粒度分布有多種基準，如數(shù)量分布、長度分布、面積分布、體積分布、重量分布等。激光法的基準是體積分布，沉降法的基準是重量分布，電阻法的基準是數(shù)量分布。不同基準的粒度分布數(shù)值不同，理論上不同基準的粒度分布可以通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換，但由于粉體形狀千差萬別，有時這種轉(zhuǎn)換的誤差較大