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微弱光信号检测技术

时间:2024-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:在光度量的测量中,常常会遇到待测信号被噪声淹没的情况。为了进行稳定、精确的检测,需要有从噪声中提取、恢复和增强被测信号的技术措施。因此降低噪声、改善信噪比的基本方法是压缩检测通道带宽。根据这些原理,常用的微弱光信号检测器件可分为三种,即锁相放大器、取样积分器和光子计数器。

在光度量的测量中,常常会遇到待测信号被噪声淹没的情况。例如,对空间物体的检测,常常伴随着强烈的背景辐射;在光谱测量中,特别是吸收光谱的弱谱线,更是容易被环境辐射或检测器件的内部噪声所淹没。为了进行稳定、精确的检测,需要有从噪声中提取、恢复和增强被测信号的技术措施。通常的噪声(闪烁噪声和热噪声等)在时间和幅度上的变化都是随机发生的,噪声分布在很宽的频谱范围内,它们的频谱分布和信号频谱大部分不相重叠,也没有同步关系。因此降低噪声、改善信噪比的基本方法是压缩检测通道带宽。当噪声是随机白噪声时,检测通道的输出噪声正比于频带宽的平方根,只要压缩的带宽不影响信号输出,就能大幅降低噪声输出。此外,采用取样平均处理的方法使信号多次同步取样积累,由于信号的增加取决于取样总数而随机白噪声的增加仅由取样数的平方根决定,所以也可以改善信噪比。根据这些原理,常用的微弱光信号检测器件可分为三种,即锁相放大器、取样积分器和光子计数器。

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