Счет фотонов

Примеры более современных фотоэлектрических пирометров, освобожденных от внутренней образцовой лампы, показаны на рис. 7.32, а, б [44, 70]. Для сравнения двух внешних источников, например черного тела в точке золота и ленточной вольфрамовой лампы, используется свойственная фотоумножителю стабильность. Отношения яркостей в этих пирометрах измеряются либо посредством секторных дисков и прямых отношений счета фотонов [21] или фототоков, либо посредством удвоения яркости. [c.373]

Исследования интерференции интенсивностей и когерентности второго и более высоких порядков существенно расширили область классических интерференционных проблем. и исследования стали возможны благодаря развитию в последние десятилетия техники счета фотонов (техники фотоотсчетов), о ней будет рассказано в 13.2. Они привели к возникновению нового метода измерения когерентных свойств света, называемого спектроскопией флуктуаций интенсивности. [c.293]

Вероятность заселения фотонных состояний в лазерном пучке счет фотонов. Чтобы получить вероятность w для [c.296]

Дальнейшая информация может быть получена путем измерения корреляционной функции интенсивности света (см., например, [3.1]). При этом если требования к временному разрешению невелики, то корреляционный сигнал может быть образован в электронном умножающем устройстве. Сигналы на входы устройства подаются с двух фотоприемников согласно блок-схеме на рис. 3.4. Умножитель может быть как аналоговым, так и цифровым. Цифровой умножитель особенно удобно применять при счете фотонов. Регулируемая задержка т между обоими входными сигналами осуществляется либо оптическим путем до подачи сигналов на фотоприемники, либо электронным устройством после приема сигналов. Осуществив умножение и интегрирование, получают автокорреляционную функцию интенсивности [c.108]

В режиме счета фотонов, характеризующемся особенно благоприятным соотношением сигнал — шум, к настоящему времени реализовано разрешение около 100 пс (см. разд. 9.1). Оно ограничено разбросом при усилении и формировании импульсов. [c.112]

Другим весьма удобным способом регистрации в люминесцентной спектроскопии является счет фотонов. Пример реализации этого метода показан на рис. 9.3. В представленной на этом рисунке установке образец накачивается лазером на красителе с синхронной накачкой (см. гл. 5). После фильтрации спектра монохроматором люминесцентное излучение поступает на фотоумножитель. Возбуждение поддерживается на столь низком уровне, что на один импульс лазера с большой вероятностью либо приходится лишь один фотон люминесценции, либо фотон не излучается вовсе. Импульсы, возбуждаемые фотоэлектронами, усиливаются и подаются на дискриминатор, отбираю- [c.326]

Эти классы приемников различаются тем, каким образом приемник реагирует на излучение. Фотонные приемники по существу измеряют скорость, с которой поглощаются кванты. Для таких фотонных счетчиков необходимо, чтобы энергия падающих фотонов была больше некоторой минимальной энергии, которую они способны обнаружить. Поскольку приемники типа фотонных счетчиков реагируют на скорость, с которой поглощаются фотоны заданной длины волны, а скорость счета фотонов на ватт падающей энергии увеличивается пропорционально длине волны (увеличение числа фотонов компенсирует уменьшение с длиной волны энергии фотона), чувствительность фотонного счетчика увеличивается с длиной волны вплоть до точки граничной длины волны. [c.160]

Совершенной методики измерения времени когерентности газового лазера непрерывного действия пока еще нет. В настоящее время ведутся эксперименты по выяснению возможности определения когерентных свойств полей излучения методом счета фотонов. Такой метод довольно сложен и требует применения техники счета, которая позволяла бы регистрировать единичные фотоны в наносекундных интервалах [15]. [c.369]

Приведенные результаты были подтверждены в экспериментах со счетом фотонов. В согласии с теоретическими предсказаниями был обнаружен переход от распределения Бозе — Эйнштейна (для отрицательных р) к распределению Пуассона при возрастающих р. При счете частиц было найдено, что нормированная дисперсия (АМ) /М превышает единицу, но с возрастанием р [c.456]

Для дальнейшего выяснения сущности некоторых величин, измеряемых в опытах по счету фотонов, рассмотрим роль, которую играет оператор поля при расчете соответствующих вероятностей перехода. (В следующей лекции мы подробно укажем, как рассчитывают эти вероятности, учитывая атомную природу детектора.) При этом мы на некоторое время отвлечемся от конкретного типа счетчика фотонов и предположим просто, что он представляет собой идеальный прибор, чувствительный к полю Е + (г, 1) в одной-един-ственной точке пространства г в каждый момент времени t. Будем [c.19]

Для такого определения можно, конечно, выбрать и более широкий класс функций, чем обратившись к средним значениям типа 5р содержаш,им неодинаковое количество операторов рождения и уничтожения. Однако мы не будем давать таким средним какое-либо специальное обозначение, так как они не соответствуют величинам, измеряемым в обычных опытах по счету фотонов. В принципе такого рода средние значения могут измеряться в экспериментах другого рода, однако они всегда равны нулю в стационарных состояниях поля, а также и в значительно более общем случае, когда фазы полей случайны. Последняя ситуация довольно характерна для оптических и других чрезвычайно высокочастотных полей. [c.22]

Мы осуществим это в два этапа. В настоящей лекции мы рассмотрим детекторы, состоящие из относительно небольшого числа атомов, и покажем, как эти результаты можно использовать для исследования корреляционных свойств более высоких порядков. Более детальный анализ экспериментов по счету фотонов мы отложим до последней лекции, так как сначала полезно обсудить когерентные свойства полей. [c.32]

Опыты по счету фотонов [c.177]

Число фотонов, которое счетчик регистрирует в любой интервал времени, флуктуирует случайным образом. В качестве простого эксперимента по счету фотонов мы рассмотрим опыт, когда счетчик экспонируется в поле в течение фиксированного интервала времени Тогда, повторяя эксперимент много раз, мы можем найти функцию распределения для отсчетов, полученных за этот интервал. Хотя часто нам достаточно знать средний отсчет, понять характер флуктуаций отсчета около своего среднего значения мы сможем полностью только тогда, когда будем знать функцию распределения и ее моменты. В этой лекции мы обсудим способы предсказания функции распределения и соотношения между формой распределения и когерентностью поля. [c.177]

Шум и другие свойства фотоумножителей, существенные для оптической термометрии, были широко исследованы в работах [18—20, 22, 23, 29]. Выбор способа работы фотоумножителей методом постоянного тока [44] или методом счета фотонов в основном зависит от вкуса потребителя. Не существует никаких заметных преимуществ одного метода перед другим. В обоих случаях необходимо, чтобы фотоумножителю не мешали избыток шума, усталость или нелинейность. Метод счета фотонов имеет, однако, преимущество в том, что зависимость амплитуды сигнала от усиления меньще и ослабляется эффект утечек тока внутри фотоумножителя или около его цоколя. Кроме того, сигнал имеет цифровую форму, которая облегчает прямую связь с ручной цифровой обработкой и с контрольно-компьютерной системой. В обоих методах — на постоянном токе и методе счета фотонов — критичным является контроль температуры фотоумножителя, так как спектральная чувствительность (особенно вблизи длинноволновой границы), а также темновой ток зависят от температуры. Фотоумножители с чувствительным в красной области спектра фотокатодом 8-20, такие, как ЕМ1-9558 (щтырьковая замена для ЕМ1-9658 фотоумножителя 8-20), для понижения темнового тока должны работать при температуре примерно —25 °С. Применение чувствительного в красной области фотокатода позволяет работать с длинами волн примерно до 800 нм, хотя если прибор предназначен исключительно для воспроизведения МПТШ-68 выше точки золота, такие длины волн требуются редко. [c.377]

Сила тока на выходе ФЭУ может быгь усилена обычными радиотехническими методами. После )roio фототок фиксируется тем или иным способом. Часто используют электронные потенциометры, проводящие непрерывную запись сигнала. В последние годы для этих целей широко применяют цифровые вольтметры и другие более сложные устройства, позволяющие так регистрировать сигнал, чтобы результаты измерений сразу могли быть обработаны электронно-вычислительной машиной. Существуют методы, позволяющие измерять с помощью Ф ЭУ очень малые световые потоки (метод счета фотонов и др.). [c.439]

Аналогично на уровень 2 за счет фотонов с рабочей частотой Vgj с уровня 1 поступает p iNи с уровня 3 при спонтанных переходах Л/дЛд2 атомов. С уровня 2 под влиянием фотонов с частотой л 21 уходит P21N2 атомов и под влиянием спонтанных переходов — A 2 2i атомов. [c.21]

Ряс. 1, Типы наблюдаемых гамма-всплесков (по оси ординат отложена интсе СИВНОсть всплеска, определяема и по скорости счета фотонов, по оси абсцисс — время, отсчитываемое от начала всплеска). [c.407]

X2,Xi), к-рый характеризует флуктуации пп-тенсивпости излучения, его находят пз экспериментов по совместному счету фотонов двумя детекторами. Подобно этому определяется коррелятор G" (,ri,. . . .г ж ,.. , Xi) из регистрации отсчётов фотонов п приёмниками или из данных лг-фотониого ноглощснил- [c.294]

Однофотонный метод счета. Квантовые траектории. При регистрации излучения одиночного примесного центра подсчитываются испущенные фотоны. Метод счета фотонов может бьггь одноквантовым, когда подсчитывается общее число испущенных фотонов, либо двухквантовым, когда подсчитьшаются пары фотонов. Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки. До сих пор рассматривались только двухквантовые методы. [c.108]

Электронная система регистратора. При исследовании напряжений на прозрачных моделях путем фотометрирования рассеянного света по точкам регистратор (см. рис. 1, поз. 16—17), как измерительная система, должен обеспечивать возможность измерения малых (сравнимых с шумами ФЭУ) интенсивностей света в широком диапазоне измеряемых величин. Лучше всего этому требованию удовлетворяет появившийся в последние годы метод регистрации световых потоков посредством счета фотонов на одноэлектронном уровне [3], который был использован в установке УРС-А. Электронная часть этого регистратора была разработана и изготовлена на кафедре ядерной физики Белорусского Государственного университета но техническому заданию Лаборатории института машиноведения. Основные технические данные регистратора область спектральной чувствительности — 0,4—0,7 МК-, предельная чувствительность — порядка 10 квант1сек емкость регистратора — 10 импульсов число импульсов нормирования дискретно в пределах 10 --н 10 питание от электросети 220 в, 50 гц. [c.33]

В оптических системах связи и локации метод бинарного квантования с последую.щим накопленне. 1 реализуется следующим образом. Для наблюдения потока фотонов (фотоэлектронов) отводится достаточно длительный интервал времени. Этот интервал разбивается на N подынтервалов, в течение каждого из которых осуществляются счет фотонов (фотоэлектро юв) и сравнение с фиксированным пороговым значением. Далее подсчитывается число превышений и непревышекий отсчетных значений порогового уровня. Если число превышений окажется больше установленного порога, фиксируется наличие полезного сигнала и т. д. [c.76]

Значение скорости счета фотонов получается из (Г1.1..2) при г=г и t—t. Физический экопер,имент, описываемый выражением (П. 1.2), очевидно, гораздо ближе к практике при использовании реальных детекторов, так как в реальных детекторах поглощение фотонов не может быть локализовано в одной прост-ранственно-времеиной точке. [c.200]

Рис. 9.3. Установка для регистрации процессов затухания люмииесцеиции методом коррелированного по времени счета фотонов (см., например, [9.5, 9.6]). ОМА — оптический многоканальный анализатор f — блок формирования импульса ТАС — амплитудно-временной преобразователь D — блок дискриминатора РМ — фотоумножитель FD — фотодиод для контроля излучения лазера.

На рис. 6.11а показан один из результатов измерений [11] спектра раствора бензола в концентрациях около 30 млн" в дистиллированной воде. Накопление сигнала в режиме счета фотонов проводилось по 50 лазерным пускам. На рисунке виден максимум, соответствующий линии бензола с частотой й/2я = = 992 см- Недиспергирующий пьедестал спектра связан с наличием неполностью подавленного когерентного фона, обусловленного электронной и керровской нелинейностями. Потенциальные возможности установки позволяют увеличить минимально обнаруживаемые концентрации бензола на порядок величины, которые слабо зависят от дальности зондирования из-за узкой ( 1Q-3 рад) диаграммы направленности обращенной волны (о)о). Принципиальные ограничения по дальности связаны с необходимостью превышения порога ВРМБ в воде для одной из волн накачки. [c.225]

Для термометрии поверхности (110) кристалла серебра был применен метод резонансной генерации второй гармоники при облучении образца импульсами перестраиваемого лазера на красителе (длительность импульса 2 пс, энергия в импульсе 10 мкДж) под углом 55° в области спектра вблизи 600 нм [4.41]. Эксперимент проводился в высоком вакууме ( 10 ° Topp). В отраженном свете наблюдалось удвоение частоты, причем максимальная интенсивность второй гармоники была достигнута в интервале 315 -Ь 320 нм. При увеличении температуры образца от 94 К до 575 К интенсивность второй гармоники уменьшилась примерно на порядок. Показано, что температурная чувствительность сигнала изменяется с длиной волны возбуждающего света. Поскольку эффективность удвоения частоты мала, сигнал регистрировался в режиме счета фотонов. Для получения одной экспериментальной точки велось накопление сигнала за 200-ь500 импульсов. Существенным достоинством данного метода является то, что толщина слоя, в котором формируется отраженная волна на удвоенной частоте, составляет несколько атомных слоев, что гораздо меньше толщины слоя, в котором происходит формирование отраженной волны в случае линейного отражения (>10 нм). [c.107]

При низком уровне собственных шумов для измерения слабых световых потоков наилучшие результаты дает работа ФЭУ в режиме счета фотонов. Каждый фотоэлектрон после размножения в динодной системе создает на выходе ФЭУ импульс тока. Эти импульсы регистрируются хорошо разработанными в ядерной физике методами. Таким способом можно решать задачи, недоступные другим методам регистрации световых сигналов, в частности задачи непосредственного измерения времен жизни возбужденных состояний атомов. [c.464]

В следующем параграфе мы приведем три примера задач, содержащих когерентность более чем второго порядка. Сначала мы рассмотрим статистические свойства интегральной по времени интенсивн ости поляризованного теплового излучения. Этими результатами мы воспользуемся в дальнейшем при исследовании статистики счета фотонов в гл. 9. Затем мы рассмотрим статистические свойства взаимной интенсивности с конечным временем усреднения. И наконец, в заключение мы представим полный классический анализ интерферометра интенсивностей. [c.228]

В этом месте следует сделать несколько замечаний относительно числа фотособытий К в одном кадре. Это число изменяется от кадра к кадру. В некоторых приложениях, в частности в тех, в которых используется точная аппаратура для счета фотонов, можно измерять К для каждого регистрируемого кадра. В этом случае нельзя рассматривать К как случайную переменную, так как она полностью известна для каждого измерения. В других случаях невозможно измерить К, например когда фотоприемником служит фотографическая пленка. В таких условиях величину К следует считать случайной переменной. Мы будем рассматривать последний случай, но позже скажем, какие изменения необходимы, если величина К может быть измерена для каждого кадра. [c.487]

Поскольку эффект КР слабый , то необходимо использовать высокочувствительную регистрирующую аппаратуру. Величины принимаемых сигналов, с которыми приходится иметь дело при лидарном КР-зондировании, порядка 10" ... 10 фотонов в импульсе (10" Вт). Для сравнения приведем такие данные фон неба в ясную ночь 10" ...10" фотонов в импульсе (10" Вт), в сумерки 10" .... .. 10 фотонов в импульсе (10" Вт). Поэтому в качестве приемников применяются ФЭУ с большим квантовым выходом и коэффициентом усиления 10 при темновом токе, эквивалентном сигналу 10" ...10 фотонов в импульсе (10 .... ..10" Вт), малые нагрузочные сопротивления (25... 100 Ом) и широкополосные усилители (100...300 МГц). В большинстве случаев в лидарах применяется метод счета фотонов состробированием. Минимальная мощность, которую можно регистрировать таким методом, порядка 10 ... 10" Вт. Создание многоканальной системы регистрации позволяет одной лазерной вспышкой определить профиль (распределение) газов на трассе луча. Такая система (схематически показана на рис. 22.4) работает по следующему принципу. Каждый каскад системы представляет собой счетчик импульсов. Сигнал с ФЭУ последовательно подается на каждый счетчик с установленным заранее интервалом времени [c.223]

Нейтрино, Приходящие на Землю извне, существенно различаются но происхождению и по энергиям. Подавляющее большинство среди них составляют реликтовые нейтрино, о которых мы рассказывали в 13.2. Их средняя энергия несколько меньше, чем у реликтовых фотонов (которые в свое время подпитывались энергией за счет фотонов от кварк-кварковой и электроп-позитроппой аннигиляции), и составляет 2 К или 5 10 эВ. Нейтрино таких энергий не могут быть зарегистрированы современными методами. [c.231]

С аналитической точки зрения введенное выше статистическое описание полностью характеризует стохастическое электромагнитное поле. На практике средние электромагнитного поля порядка п -)г т (выше второго) связаны либо с интерференционными экспериментами высшего порядка (как в звездном интерферометре Хэнбери — Брауна и Твисса), либо с экспериментами по счету фотонов [21]. [c.54]

В особом режиме используются ФЭУ в сцинтилля-ционной технике при регистрации ионизирующих излучений и при исследовании хемилюминесценции, когда регистрация сверхслабых световых потоков осуществляется методом счета фотонов. Качество ФЭУ при его применении в счетчике фотонов оценивается с помощью так называемых одноэлектронных характеристик. [c.204]

В течение последних нескольких лет был выполнен ряд экспериментов по исследованию световых пучков путем счета фотонов по методу совпадений. Первый из таких опытов, в котором проявилась статистическая корреляция времен регистрации фотонов, был выполнен Хэнбери Брауном и Твиссом [1, 2]. В этом эксперименте свет от источника 5 (фиг. 9) проходил через точечное отверстие Р и попадал на полупрозрачное серебряное зеркало т, которое разделяло его на два пучка. Детекторы 01 и 02 располагались симметрично относительно зеркала т. В корреляторе С фототоки детекторов перемножались, усреднялись во времени и регистрировались. По существу полупрозрачное зеркало можно рассматри- [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...