[发明专利]一种光子计数器

说明书

本发明公开了一种光子计数器，包括光子倍增管、前置放大器、分频器、比较器以及脉冲计数电路；脉冲计数电路包括BCD同步加计数器、数码管驱动电路以及数码管；光子倍增管连接前置放大电路；所示前置放大电路连接分频器电路，分频器电路的输出端连接比较器的输入端；比较器的输出端输出脉冲信号输入到BCD同步加计数器的输入端，BCD同步加计数器的输出端连接数码管驱动电路的输入端，数码管驱动电路的输出端连接数码管。本发明采用BCD同步加计数器和数码管驱动电路驱动数码管显示，元件数量少，适用于仅需提示光照的环境或较为简单的计数环境；本装置应用灵活元件简单，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及一种光子计数器，属于光子检测技术领域。

背景技术

随着近代科学技术的发展，人们对极微弱光的信息检测产生越来越浓厚的兴趣。单光子探测技术再高分辨率的光谱测量，非破坏性物质分析，高速现象检测，精密分析，大气测污，生物发光，放射探测，高能物理，天文测光，光时域反射，量子密钥分发系统等领域有着广泛应用。

光子计数器是一种基于直接探测量子限理论的极微弱光脉冲检测设备。它利用光电倍增管的单光子检测技术，通过对电子计数器鉴别并测量单位时间内的光子数，从而检测离散微弱光脉冲信号功率。根据对外部扰动的补偿方式，光子计数器分为三类：基本型、背景补偿型和辐射源补偿型。

现有技术的光子计数器的元件较多，成本较高不适合应用在低成本或精度要求不高的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光子计数器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种光子计数器，包括光子倍增管、光耦隔离器、放大电路、脉冲计数电路；所述脉冲计数电路包括BCD同步加计数器、数码管驱动电路以及数码管；

所述光子倍增管连接光耦隔离器；所述光耦隔离器的输出端连接放大电路的输入端，放大电路的输出端输出信号输入到BCD同步加计数器的输入端，所述BCD同步加计数器的输出端连接数码管驱动电路的输入端，所述数码管驱动电路的输出端连接数码管。

进一步地，所述光耦隔离器光耦可控硅，所述光耦可控硅的输入端包括第一电阻R13、第二电阻R14、三极管Q2以及第三电阻R10；

第一电阻R13的一端接光子倍增管输出信号、另一端接三极管Q2的基极；三极管Q2的基极通过第二电阻R14连接到GND；三极管Q2的集电极连接光耦可控硅的输入端负极；光耦可控硅的输入端正极通过第三电阻R10连接到VCC。

进一步地，所述BCD同步加计数器采用CD4518芯片。

进一步地，所述数码管驱动电路采用CD4543芯片。

进一步地，还包括单片机，比较器的输出端输出的脉冲信号输入到单片机的计数器输入引脚，将单片机的工作模式开启为定时器模式。

再进一步地，还包括蜂鸣器。

进一步地，所述单片机采用51系列单片机。

进一步地，还包括显示器，所述显示器的输入端连接单片机的输出引脚。

本发明所达到的有益效果：

本发明采用光耦可控硅进行了隔离控制其是线性光耦，避免了非线性光耦可能使振荡波形变坏的情况，从而减小了干扰；

BCD同步加计数器和数码管驱动电路驱动数码管显示，元件数量少，适用于仅需提示光照的环境或较为简单的计数环境；

本发明同时采用了单片机进行进一步计数，并加入了显示屏模块，用于显示具体计数值并在软件中设置阈值，当技术值超过阈值时单片机驱动蜂鸣器报警。本装置应用灵活元件简单，应用范围更广。