Изобретение относится к области регистрации слабых световых нотоков и может быть использовано для измерения малых активностей низкоэнергетических Р- и Y-излучателей с помощью сцинтилляционных счетчиков, для регистрании отраженного от цели светового импульса, изучения люминесценции различных веществ в молекулярной физике и физике твердого тела и т. д. Известен способ регистрации импульсных световых потоков, основанный на временной селекции сигналов. При условии, что схема будет :Срабатывать от отдельных фотоэлектронов, импульс на выходе схемы совпадений возникнет только тогда, когда с фотокатода каждого из фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) будет выбито не менее, чем по одному фотоэлектрону, т. е. вероятность регистрации PI может быть записана следующим образом: ((0 |рф(0, ;-- - где P(i)-вероятность выбивания t-фотоэлектронов; индекс э или ф указывает, выбит фотоэлектрон полезным нли фоновым сигналом. Если количество фотоэлектронов в интервале А распределено по закону Пуассона, что справедливо для больщинства встречающихся на практике случаев, то Р( где . Очень часто выполняется также условие (п - интенсивность шума), что позволяет пренебречь вторым слагаемым в формуле (1) и записать ее в следующем виде: 1 (ОТ-(3) - Число случайных совпадений в единицу времени выражается известной формулой Ф, , 2А (4) где ф, . -число фоновых электронов, локидающих фотокатод каждого из двух ФЭУ в единицу времени. Предлагаемый способ регистрации световых потоков по форме одноэлектронного импульса ФЭУ обеспечивает более надежное выделение сигнала из щума и состоит в следующем. Известно, что форма одноэлектронного импульса ФЭУ очень мало флуктуирует относительно своего среднего значения, так что можно считать полол ;ение центра t одноэлектронного имлульса на временной оси
строго определенным относительно начала импульса. Если же за время Дг |будет выбито более одного фотоэлектрона, то положение центра тяжести выходного импульса ФЭУ будет смещено относительно начала импульса на величину .
Таким образом, измеряя распределение временных интервалов между началом импульса и его центром тяжести, можно определить обязано возникновение этого импульса вылету одного фотоэлектрона или за М фотокатод покинули два или более фотоэлектронов. Очевидно, что вероятность регистрации Р-2 есть
сосоОО
р, , (О + 2 в (О S РФ (О- (5)
1,.
Если , вторым членом в формуле (5) можно пренебречь. Считая, что число фотоэлектронов, покидающих фотокатод, .распределено по закону Пуассона, можно переписать формулу (5) в следующем виде:
(М,гу I
(6)
Я.
PI И Р-2 практически совпадают пря больших Ло и нри малых NO. Значения PI и Р-2 для разных Ло приведены ниже. NO 2 10 20 40 100 PI0,009 0,15 0,40 0,75 0,985
Л0,18 0,26 0,59 0,91 0,9995
Среднее число случайных совпадений в единицу времени определяется вероятностью попадания в интервал Д/ двух или более шумовых импульсов и при длительности измерений может быть записано в следующем виде:
N
,
(7)
l-t-Д Ro
что вдвое меньше числа случайных совпадений по формуле (4).
Таким образом, описываемый Способ регистрации световых потоков дает выигрыш по сравнению с известным способом совпадений
как по эффективности регистрации, так и по числу случайных совпадений.
Если распределение числа фотонов в импульсе подчиняется закону Пуассона, то способ регистрации слабых световых потоков позволяет измерить и параметр этого распределения по отношению числа одноэлекгронных импульсов к количеству случаев, когда в интервале Д выбито два или более фотоэлектронов.
Р (1) RO
/Д.
,1
так как P(t+ 1)
и V р(о().
влКо
;™2
Рассмотрен случай прямоугольных световых импульсов. Но проведенные рассуждения легко переносятся на случай измерения световых ПОТОКОВ постоянной интенсивности. Действительно, если разбить длительность измерения Т на п -
частей, то в пределах
каждого интервала Aif остаются справедливыми приведенные выше соотношения.
Предмет изобретения
Способ регистрации слабых световых потоков, основанный на неизменности формы одноэлектронного импульса фотоэлбктропного умножителя (ФЭУ), отличающийся тем, что, с целью выделения сигнала из шума, измеряют интервал времени между началом и центром тяжести выходного импульса ФЭУ, из измеренной величины вычитают средний интервал времени между началом и центром тяжести шумового импульса ФЭУ, при этом световой импульс считают зарегистрированным, если указанная разность превосходит некоторую заранее определенную условиями эксперимента величину.
