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       光電倍增管（PMT）是一種廣泛應(yīng)用的高靈敏度光探測(cè)器件。通過調(diào)節(jié)倍增級(jí)電壓，可以有效調(diào)節(jié)光電倍增管的增益，即放大倍數(shù)。例如，常見的裸管型號(hào) R928，其工作電壓的調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)放大倍數(shù)的精準(zhǔn)控制，二者之間的關(guān)系如下圖所示。

       對(duì)于常見的光電倍增管模塊，如 H10721，我們同樣可以通過調(diào)節(jié)外部增益電壓來改變模塊的放大倍數(shù)，其調(diào)節(jié)電壓與放大倍數(shù)的關(guān)系如下圖所示：

       但是光子計(jì)數(shù)探頭同屬于光電倍增管模塊為什么沒有增益調(diào)節(jié)能力？首先，光子計(jì)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)上增加了如下的光子信號(hào)處理電路。

       該電路能將單個(gè)光子激發(fā)的脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大、鑒別、整形后輸出對(duì)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(jìn)行光子的計(jì)數(shù)。

       當(dāng)光電倍增管接收的光亮從一個(gè)很強(qiáng)的范圍變到單個(gè)光子信號(hào)時(shí)，光電倍增管的輸出會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很明顯的變化，可以參考下圖：

       一般的光電倍增管模塊由于后端沒有信號(hào)處理電路，直接輸出就是光電倍增管本身的信號(hào)。此時(shí)，如果我們對(duì)光電倍增管進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，可以有效地放大信號(hào)，可以參考下圖：

       但是由于光子計(jì)數(shù)探頭探測(cè)的光強(qiáng)特別微弱，基本都是以單個(gè)光子的形式出現(xiàn)，此時(shí)光電倍增管的輸出就會(huì)如下圖所示，每一個(gè)脈沖都代表一個(gè)光子信號(hào)。此時(shí)，如果我們?cè)黾訉?duì)光子計(jì)數(shù)探頭的增益，可以顯著提高單光子激發(fā)脈沖的高度，但是對(duì)應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)沒有發(fā)生變化。也就是說，增加增益不會(huì)對(duì)光子個(gè)數(shù)產(chǎn)生影響。

       同時(shí)，如果我們?cè)黾庸庾犹筋^的增益，在放大光子激發(fā)脈沖高度的同時(shí)，也會(huì)放大噪聲信號(hào)，如果放大的噪聲信號(hào)超過后面鑒別器的檢測(cè)下限，反而會(huì)引起由于引入噪聲計(jì)數(shù)而導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確。所以，光子計(jì)數(shù)探頭需要一個(gè)合適的增益，在放大微弱信號(hào)的同時(shí)，還能夠做到噪聲和信號(hào)的分離，實(shí)現(xiàn)真正的光子信號(hào)探測(cè)輸出。

       如下圖所示，當(dāng)我們改變光電倍增管的工作電壓時(shí)，信噪比會(huì)在一段區(qū)間內(nèi)基本保持不變，那我們把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(duì)計(jì)數(shù)值沒有明顯地增加，所以，一般的光子計(jì)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(gè)穩(wěn)定的計(jì)數(shù)值。

       光子計(jì)數(shù)探頭不具備增益調(diào)節(jié)能力主要是因?yàn)樵诔鰪S前我們已經(jīng)將光子計(jì)數(shù)探頭的工作電壓設(shè)定在坪區(qū)范圍內(nèi)，單純的調(diào)節(jié)增益只會(huì)改變光電倍增管輸出的脈沖高度，而不會(huì)導(dǎo)致光子計(jì)數(shù)值的增加。同時(shí)，如果提高光子計(jì)數(shù)探頭的增益，可能會(huì)放大噪聲信號(hào)，導(dǎo)致背景噪聲值的增加，所以光子計(jì)數(shù)探頭不具備增益的調(diào)節(jié)能力。所以，在收到貨后，我們只需要提供供電電壓，光子計(jì)數(shù)探頭就可以正常工作了。