СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСНЫХ Советский патент 1973 года по МПК G01J1/00 

1

Изобретение относится к способам регистрации слабых потоков излучения и может быть использовано в светолокации, астрономии, ядерной физике, физике космических излучений и т. д.

Известен способ регистрации слабых световых сигналов видимого диапазона, при котором используется приемник, содержащий в качестве основного элемента фотоэлектронный умножитель любого типа. В таком приемнике сигнал обнаруживается путем сравнения амплитуды усиленного напряжения, соответствуюш:ей входному световому импульсу, на нагрузке ФЭУ с некоторой пороговой величиной, установленной исходя из заданной вероятности ложной тревоги.

Недостатком известного способа является низкая чувствительность, обусловленная зависимостью расиределения шумовых и сигнальных амплитуд импульсов от формы импульсной реакции ФЭУ, флюктуации коэффициента усиления ФЭУ, флюктуации импульсной реакции ФЭУ.

Целью изобретения является повышение чувствительности светоприемника путем уменьшения пороговой мощности регистрируемого сигнала при тех же вероятностях обнаружения и ложной тревоги.

Поставленная цель достигается тем, что решение о наличии или отсутствии сигнала

в интервале наблюдения (О, Т) принимается в результате подсчета числа N одноэлектронных сигнальных импульсов и сравнения этого числа с пороговым значением , обеспечивающим заданную вероятность ложной тревоги. Фиксация одноэлектроиных имиульсов осуществляется путем развертки сигнального электронного потока с фотокатода на совокупность умножительных систем. При этом

скорость развертки и число каналов умножения выбираются таким образом, чтобы попадание в отдельный канал более чем одного фотоэлектрона было маловероятным.

Рассчитаем характеристики обнаружения

для предлагаемого и известного способов приема импульсных световых сигналов.

Пусть ф(л;)-амплитудное распределение одноэлектронных импульсов ФЭУ, Л(0 - импульсная реакция ФЭУ, VT - частота появления шумовых импульсов на нагрузке ФЭУ в интервале наблюдения (О, Г), vc - частота вылета сигнальных фотоэлектронов.

Предположим, что развертка сигнального фотоэлектронного потока осуществляется по я умножительным каналам. При этом должно выполняться условие

я {,(t)df,

30

где Т - время наблюдения,, .

oW cW + V.

Заметим, что это требование не является обязательным в том случае, если время разрешения регистрирующего счетчика меньше периода развертки, т. е. за длительность импульса можно производить многократную развертку. Уровень порога в каждом канале устанавливается таким образом, чтобы обрезать собственные шумы усилительного тракта и в то же время с надежностью

со

Р f(x)dx

Ха

фиксировать отдельный одноэлектронный импульс. В этом случае, как легко видеть, вероятности ложной тревоги F и обнаружения D определяются следующими выражениями:

-pvj-r

F -е

k

k N,+l oo,-

ГIЛ

У K.f(() + v)4 X

- L л-J

й ЛГ„+1

-Р j vc (t)

Хе °;

причем

/оСО

:W

hu

где X - квантовый выход фотокатода ФЭУ, 0(0-форма светового импульса, ы - частота кванта,

h - постоянная Планка.

Предмет изобретения

Способ регистрации световых импульсных сигналов путем преобразования светового импульса в электрический сигнал, усиления электрического сигнала, сравнения с пороговой величиной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, после преобразования светового импульса в поток фотоэлектронов производят развертку этого потока по многоканальной умножительной системе, обеспечивающей попадание в отдельный канал не более одного фотоэлектрона, фиксируют число импульсов в каждом канале, превышающих пороговую величину, суммируют общее число превышений по всем каналам и полученную величину сравнивают с пороговой.