APD光子计数图像的蒙特卡洛仿真与实现

该文应用统计光学理论研究微光成像;结合雪崩光电二极管(APD)光子探测器件的工作特点,采用蒙特卡洛方法模拟光子计数图像的成像过程。结果表明,通过基于器件特性和光子运动统计规律的仿真实验可以获得光子计数图像。以仿真流程为依据搭建了固态APD光子计数成像实验系统。在10-5lx环境照度下,通过对目标扫描得到一系列光子计数值。将光子计数数据进行存储和运算,恢复了光子计数图像。实验证明,基于APD的成像系统可以实现微光环境下目标的二维探测成像。     

轻小型光子计数激光测距技术

为实现轻小型光子计数测距仪,利用905nm激光二极管（LD）以及硅基单光子探测器（SPAD）搭建了试验系统,通过外场测距试验研究了905nm激光二极管用于光子计数测距的测距性能。结果表明：905nm激光二极管由于其具有体积小、功率高的特点,同时硅基单光子探测器在905nm波段具有较高的响应率,基于以上两点,通过激光二极管以及小口径的接收望远镜能够实现远距离的光子计数激光测距。可见,激光二极管适合作为轻小型光子计数激光测距仪的光源,降低了系统的体积,有利于提高测距系统的集成度。     

光电倍增管单光子探测器的噪声特性研究

在弱光测量中，暗电流或暗噪声计数是探测系统灵敏阈和测量精度的主要限制，根据光电倍增管的工作原理，光电倍增管中的噪声源主要来自光阴极和二次极的热发射．从本征半导体和掺杂半导体中热发射电流密度探讨了光电倍增管单光子探测器的噪声特性，提出了减小光电倍增管单光子探测器噪声的几种措施，即管子致冷法、磁散焦法、选用光电倍增管的管型、减小检测系统频带宽度．     

光子计数成像探测系统及其在生命中的应用

给出了一种用光子成像头，高帧频ＣＣＤ摄像机，图像采集系统和计算机组成的光子计数成像探测系统。系统可用于探测生物的超微弱发光现象，灵敏度兹一般的弱光成像器件高出１０＾４倍以上；系统 极微弱的发光现象进行实时的光子计数像，并用计算机进行处理和分析；最后，用实 说明该系统的应用效果。     

光子计数激光测距技术研究

光子计数激光雷达采用了灵敏度极高的单光子探测器,能够将激光雷达系统的灵敏度提高2—3个数量级,具有极大的发展潜力和技术优势。介绍和分析了光子计数激光测距技术的基本原理和优点。设计了光子计数激光雷达实验系统,采用盖革模式的雪崩二极管(Geiger-mode APD),开展了测距验证实验。实验结果表明,采用光子计数激光测距能够在单光子灵敏度和强噪声背景条件下,获取目标的距离信息,距离测量精度达到6.23 cm。     

一种新型的光子相关仪的设计

介绍了一种用硬件、软件相结合的新型光子数字相关仪(DPC)。它既具有硬件相关仪速度快,又具有软件相关仪易于实现的优点,因而有良好的性能价格比。方案采用了快速进位计数电路和缓冲器暂存计数器内容的方法,使电路实现了对光脉冲信号的连续正确的采集。由于在电路中选用了国际上较为先进的MCS—51单片机,采用双CPU并行操作的工作方式,大大地提高了数据处理速度。     

莜麦(Avena nuda)、甜菜(Beta vulgaris)等幼苗的超弱光子辐射探测

采用SR400光子计数器及R2949光电倍增管,能在180～900nm光谱范围内探测生物样品的超弱光子辐射强度.光电倍增管冷却至-20℃,噪声降至2～6CPS.探测了莜麦、甜菜等幼苗的超弱光子辐射.     

叶片衰老过程中的光子计数统计实验研究

采用生物超微弱发光探测技术对植物叶片衰老过程中的超微弱发光进行测量,并用量子光学中的光子计数分布统计叶片衰老过程中的规律.结果表明:植物叶片幼叶及衰老黄化老叶的光子计数分布与泊松分布基本吻合,而成熟期叶片的光子计数则与泊松分布偏离很多.分析认为,可能是由于叶片的不同生长时期,发光来源不同造成的.     

基于多通道计数器的单态氧发光检测技术

在分析现有光子计数技术的基础上,提出了基于多通道光子计数的单态氧(1O2)发光检测技术.利用光电倍增管H10330-45和多通道计数器MSA-300,成功开发了用于检测1O2发光的系统.实验测量了3种卟啉类光敏剂喜泊分、血啉甲醚和癌光啉在二甲基甲酰胺中的1O2发光时间分辨光谱,并得到了它们的1O2寿命分别为:11.31±0.06,10.88±0.06,11.65±0.07μs.结果表明多通道计数器可应用于检测1O2近红外发光.     

光子相关系统中的计数器设计

光子相关器设计的关键问题是实现高速实时相关运算,光子计数器作为光子相关器的重要装置,需要实时采集并存储光子计数值.针对其高频特点,提出了基于FPGA技术实现高速实时光子计数采集的方法,在FPGA内部构造双计数器,实现无缝光子计数.     

四脉冲光回波(三)

本文是在“四脉冲光子回波(一)”“四脉冲光子回波(二)”的基础上,进一步研究了当四个光脉冲组成的脉冲序列的间隔的相对大小发生变化时,回波的数目,回波种类的变化情况。     

"光子胚胎学"的理论体系

提出了“光子胚胎学”的学科概念,阐述了“光子胚胎学”的理论体系和研究方法．指出了“光子胚胎学”对推动原子物理学、量子光学、理论量子力学和量子信息科学与技术等重要学科理论和实践的重要意义．     

光子晶体的能带理论

光子晶体具有光子能带,并且光子能带可能存在光子禁带。我们通过运用光子晶体的能带和禁带理论.就能够控制光在晶体中的传播。光子晶体对光子有着特殊的物理性质,它在光传输和光学器件有着广泛的用途。本文主要概述了光子晶体的概念、能带理论、性质,及光子晶体和半导体的区别和联系。     

现代光学及光子技术的应用

光学作为一门诞生340余年的古老科学,经历了漫长的发展过程,从经典光学到近代光学,再到现代光学,它的发展也表征着人类社会的文明进程。展望21世纪,随着以光信息为代表的信息化社会的发展,人类将迈进光子时代,光子学的发展和光子技术的广泛应用将对人类生活产生巨大影响。     

在SPECT上取得人体透射图像的方法

为使人体对γ射线的衰减造成核医学影像的失真和定量误差得到校正 ,在用于发射成像的单光子发射断层扫描机 (SPECT)上安装偏置的线源和平行缝准直器 ,可以获得倾斜的扇形束透射投影。这项构想在三探头 SPECT系统上进行了实验 ,取得了清晰的透射投影。使用 3种方法重建出衰减系数分布图 ,证明倾斜扇形束投影作 36 0°扫描能解决数据截断的问题 ,为这种特殊的投影几何结构推导的公式能够准确地重建出断层图像     

Photon Mapping中光强估计的一种改进算法

 Photon Mapping是一种在全局光照计算中得到广泛应用的算法,尤其在光线跟踪算法中Photon Mapping已成为计算全局光照的最重要的算法.针对Photon Mapping中光强估计过程计算速度较慢这一缺陷提出了一种较为高效的光强估计算法,该算法利用对场景中少量点的光强估计结果通过加权平均的方法来近似地计算出绘制点处的光强值.实验结果表明在典型场景中该方法的计算速度与原方法相比有3~5倍的提高,并且在图像质量方面也有令人满意的效果.     

基于生物光敏蛋白细菌视紫红质膜的光子晶体管器件——应用研究

本文利用基于生物光色材料细菌视紫红质（ｂａｃｔｅｒｉｏｒｈｏｄｏｐｓｉｎ，ｂＲ）膜的“光子晶体管”模型进行了光学信息处理方面的应用研究－－在单膜片器件上实现并行非相干光图象相减。     

断氧,再给氧对萌发绿豆超弱发光的影响

无论是用氮气法还是用水浸法造成萌发绿豆断绝氧气时其超弱发光(PE)都会大幅度下降,接近本底.当重新给氧时.萌发绿豆的PE立即上升,超过正常时的PE强度,随后才逐渐下降,最后接近正常时的发光水平,形成PE峰.PE峰值随着断氧时间的增加而增大,断氧半小时,已出现明显的峰值;断氧20小时后,PE峰值不再增大、出现饱合.     

中国高能同步辐射光源及其验证装置工程

同步辐射光源已成为众多学科前沿领域不可或缺的大科学装置.我国现有的同步辐射光源都是中、低能光源,然而与国家重大需求和工业核心创新能力相关的研究急需高性能的高能同步辐射光源支撑,因而建设一台高性能的高能同步辐射光源将为国家的重大需求提供重要支撑,并大大缩小我国与国际先进光源的差距.本文阐述了建设高能同步辐射光源的必要性及意义,分析了国内外同步辐射装置的发展现状,重点介绍了中国高能同步辐射光源的科学目标、初步方案和技术难点,并系统介绍了国家"十二五"重大科研基础设施发展规划中拟开展的高能同步辐射光源验证装置工程的建设目标和建设方案.     

爱因斯坦的“光子箱”悖论和塔尔斯基型解悖

＂光子箱悖论＂是爱因斯坦—玻尔论战中的一个关节点。通过分析爱因斯坦的＂光子箱＂悖论及其解悖过程,揭示这类悖论解悖方法对我们的启示：它们都是通过塔尔斯基所提出的分层方法得到解决的。深入理解这种塔尔斯基分层型解悖,把它发展成为普适性的解悖模式,是很有意义的。