10.3964/j.issn.1000-0593(2018)05-1444-07
基于SiPM和TCMPC的时间分辨拉曼散射测量技术研究
报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数(TCM PC)技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量.相比于常规基于光电倍增管(PM T)或单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相关单光子(TC-SPC)技术,由于SiPM可以分辨信号脉冲的具体光子数,基于SiPM 的TCM PC技术消除了信号脉冲包含的光子数必须小于等于1的限制,光子计数效率提高了10倍以上,大大节省了测量时间.此外,多光子测量比单光子测量能够得到更好的时间分辨率,时间分辨拉曼散射系统的仪器响应函数(IRF)从单光子81.4 ps缩短至双光子59.7 ps,因而可以用更窄的时间门限抑制荧光本底等噪声对拉曼散射测量的影响.使用 TC-M PC技术测量CCl4在0.5和1.5 p.e.两个不同光子数阈值的拉曼峰的峰本比,后者较高的光子数阈值能进一步降低SiPM暗计数噪声的影响,增加了拉曼信号测量的信噪比,测量得到的CCl4459 cm -1拉曼峰的峰本比是前者的6.4倍.将所述新的拉曼散射测量技术与基于PM T和锁相放大器(LIA)的传统拉曼散射测量技术进行了比较研究,前者由于可以使用仅有数十皮秒的测量门限,可以有效抑制荧光、环境杂散光和SiPM 暗计数等噪声的影响,所得光谱具有更好的峰本比,测得CCl4的459 cm -1拉曼峰和Si的一阶拉曼峰的峰本比分别是后者的3.9倍和5.5倍.
硅光电信增管、时间相关单位光子、时间相关多光子计数、时间分辨、拉曼散射、仪器响应函数、峰本比
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O433.1(光学)
国家自然科学基金项目11275026;北京市科技委项目Z141100003414007
2018-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共7页
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