论文部分内容阅读
光电倍增管(Photomultiplier Tube简称PMT)是光电探测器件中的一个重要产品,它无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都优于其它的感光器件,而且还具有响应快,成本低,阴极面积大等优点。光电倍增管以其特有的优势广泛应用于激光雷达系统中。光电倍增管作为激光雷达的光电变换器,其性能的好坏直接影响到测得信号的准确性。国内外对用于大气光学测量的激光雷达中的光电倍增管的研究主要集中在对其特性的研究和统计模型的模拟上,提出了各种改进的方法,提高了测得信号的精度。中国海洋大学海洋遥感教育部重点实验室研制的多套激光雷达的光电接收器件选用的都是光电倍增管,因此研究光电倍增管具有一定的应用意义。本论文系统地介绍了国内外对用于激光雷达中光电倍增管的研究现状以及光电倍增管的原理和特性,根据大气光学测量的实际需要,基于Labview软件的开发平台建立了光电倍增管模拟系统,该模拟系统分为两大功能模块:光电倍增管数据库系统和光电倍增管模拟模块。数据库是为模拟模块服务的,以方便相关数据的调用,也便于实际应用中光电倍增管的选取。模拟模块可以进行用于大气光学测量的光电倍增管相关特性的模拟,这其中包括:不同光阴极材料的热电子发射的模拟;PMT电荷光谱的Monte Carlo模拟;线性光照下光电倍增管响应的模拟;输出电路设计的例子;光电倍增管可探测到的最小能量、可探测高度及其接收信号信噪比的模拟;校正Afterpulse的模拟。文中利用该模拟系统对以上各模拟部分进行了的模拟研究并进行了详细的分析和论述。此外论文还对拟用于大气光学测量的光电倍增管进行了实验研究:测量了带制冷的CR131-1和CR131-2的暗计数随温度的变化情况;研究了CR131-1和CR131-2的暗计数随加高压时间的不同的变化情况;提出了一种测量用于光子计数的PMT的PHD特性的方法,并用此方法分别测得了CR120、CR105的PHD数据;测得了用于大气测风激光雷达的R7400的坪区和PHD数据,为实际应用中选取最佳工作电压和合适的甄别电平提供了依据。论文上述研究工作对实际应用起到了一定的指导作用。