使用 ADC 进行光子计数,我做得对吗?

电器工程 引领 ADC 噪音 光电二极管 光子学
2022-01-11 16:04:54

我有这个 LED,我想表征这个光电二极管

LED 应该产生 370 nm 的光,但我测量了它,它大约是 358 nm,在那个波长下,量子效率(η) 的光电二极管为 0.5141。

现在,我将光电二极管信号提供给这个 ADC,我得到数据并将其转换为直方图。

如果您熟悉光子统计,那么您就会知道对于泊松光,这些直方图的平均值应该等于它们的 sigma 平方,例如,在一种情况下,我有:

μ= 19,462.2

σ= 135.785

σ2= 18,437.56

我猜足够接近。

如果我对这本书的理解正确(方程 5.56 和 5.57),那么光子的数量应该由这个方程给出:

nphotons=μη

在这种情况下,这会给我一些 37,856.83 个光子,这似乎是一个非常低的数字......

然后我开始降低电压并得到这样的东西:

μ= 7123.51

σ= 135.7

σ2= 18961.29

这被称为超泊松光。这里要获得光子计数,我需要通用公式(eq. 5.57):

σcounts2=η2(σphotons)2+η(1+η)μphotons

在这种情况下,我知道其中的 2 个值,但我也有 2 个未知数,据我所知,没有其他方程或公式可以使用。

所以基本上我想知道:

1.- 如果我正确使用光子数量的公式

2.- 光变成超毒怎么办?

1个回答

使用 LED 来表征光电二极管非常复杂,光源的不均匀照射、相对较宽的光谱照射、接收器的角响应、折射等都会造成难以量化的影响。

更好的方法是使用高级激光器,因为相干光源更容易预测。

使用光学器件聚焦激光以使光束位于光电二极管区域内是很重要的。

然后,您可以使用校准的热电堆测量光学器件后的激光功率输出,您可以使用以下公式计算激光的光子输出

在此处输入图像描述