[发明专利]一种软件光子相关器及其测量方法

权利要求书

1.一种软件光子相关器,接收经样品池散射的激光，其特征在于，包括：

光电倍增管，用于将接收到的散射光信号转换为光子脉冲信号；

光子采集器，包括光子计数模块和FIFO存储器，所述光子计数模块采用双计数模式对光电倍增管的光子脉冲信号进行交替计数，FIFO存储器接收光子计数模块的计数数据；

PC端相关性运算模块，接收光子采集器的FIFO存储器的部分计数数据，并进行相关性运算。

2.根据权利要求1所述的软件光子相关器，其特征在于，所述光子计数模块包括第一计数器、第二计数器和锁存器，所述第一计数器和第二计数器交替对光电倍增管的光子脉冲信号进行计数，所述锁存器用于在一个计数周期后对光子计数数据锁存。

3.根据权利要求2所述的软件光子相关器，其特征在于，所述光子采集器还包括有采样时间控制模块，用以接收控制指令，并控制光子计数模块的采样间隔。

4.根据权利要求3所述的软件光子相关器，其特征在于，所述光子采集器还包括有IO控制模块，用以接入控制指令。

5.根据权利要求2所述的软件光子相关器，其特征在于，所述光子采集器还包括有直接存储器访问控制模块，用以连接FIFO存储器，并将光子计数模块的数据输出端接入FIFO存储器；并且输出FIFO存储器状态以供查询。

6.根据权利要求5所述的软件光子相关器，其特征在于，所述采样时间控制模块包括解码器和双口随机存取存储器，所述解码器接收IO控制模块接入的控制指令并解析成控制信号，输出至双口随机存取存储器，并调整光子计数模块的采样周期；外部MCU芯片或PC端通过直接存储器访问控制模块从双口随机存取存储器读取控制信号。

7.根据权利要求6所述的软件光子相关器，其特征在于，所述控制指令包括查询FIFO存储器状态的指令和控制光子计数器采样间隔的指令。

8.一种软件光子相关器测量方法，应用于权利要求1至7任意一项所述的软件光子相关器，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，通过光电倍增管江接收到的散射光信号转换为等幅光子脉冲信号；

步骤2，采用交替采样法对光子脉冲进行无间断计数；

步骤3，每一次采样完成后，在采样时钟信号的控制下，将计数数据送入FIFO存储器；

步骤4，判断FIFO存储器是否达到存储数据量阈值，是则将其中一部分数据输出给PC端相关性运算模块；

步骤5，实时计算光子计数数据的相关性，并输出相关曲线；

步骤6，判断是否收到停止测量指令，是的话清空并停止软件相关器，否则进入步骤4。

9.根据权利要求8所述的软件光子相关器测量方法，其特征在于，所述步骤2的交替采样法是采用第一采样时钟和第二采样时钟交替对等幅光子脉冲信号进行无间断计数，所述第一采样时钟和第二采样时钟根据采样时钟信号的控制交替采样，并将计数数据锁存输出。

10.根据权利要求9所述的软件光子相关器测量方法，其特征在于，所述步骤3还包括获取FIFO存储器的写入权限和存储状态；当写入权限为准许状态时，将计数数据写入FIFO存储器；将获取的存储状态发生给PC端以供监控。