一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)模塊、光源模塊、硅光電倍增器單元、暗箱、比較電路模塊、電源模塊、邏輯分析儀及計(jì)算機(jī)。在該測試系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生模擬脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)光源產(chǎn)生光脈沖，光脈沖作為光激勵(lì)作用在硅光電倍增器單元上，使硅光電倍增器產(chǎn)生模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)。放大電路模塊通過對模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)的幅值進(jìn)行判定，從而以數(shù)字脈沖的形式標(biāo)記能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器。帶有標(biāo)記信息的數(shù)字脈沖信號(hào)經(jīng)邏輯分析儀轉(zhuǎn)換和記錄之后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)。本發(fā)明的測試系統(tǒng)具有簡單、高效、可批量測試等優(yōu)點(diǎn)，可方便地用于硅光電倍增器產(chǎn)品的大規(guī)模測試。此外，本發(fā)明還公開了一種利用前述測試系統(tǒng)對硅光電倍增器進(jìn)行測試的測試方法。
【專利說明】
一種硅光電倍増器測試系統(tǒng)及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微電子或光電子測試領(lǐng)域，特別是涉及一種硅光電倍增器的測試系統(tǒng)及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅光電倍增器是一種利用半導(dǎo)體雪崩倍增機(jī)制對極微弱光進(jìn)行精確探測的新型半導(dǎo)體器件。其探測單元由二極管和淬滅電阻組成，在合適的工作電壓下，探測單元對入射光子響應(yīng)并產(chǎn)生模擬脈沖信號(hào)，各探測單元產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)疊加后經(jīng)硅光電倍增器的信號(hào)端輸出。相比于傳統(tǒng)的真空電子管探測技術(shù)，硅光電倍增器具有諸多優(yōu)異特性如高內(nèi)部增益、單光子響應(yīng)能力和高速時(shí)間響應(yīng)特性，低工作電壓以及絕佳的磁場兼容性和良好的機(jī)械性能，使其廣泛應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)、分析檢測、工業(yè)監(jiān)測、國土安全等國民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域，是未來光電探測器的發(fā)展方向，具有巨大的應(yīng)用前景。對硅光電倍增器性能優(yōu)劣的評(píng)估，是其實(shí)際應(yīng)用中非常重要的一步。
[0003]目前硅光電倍增器性能的主要評(píng)估方法為單光子譜測試法。這種方法是將極微弱的光(單位時(shí)間平均入射光子數(shù)目為個(gè)位數(shù))以一定頻率照射到硅光電倍增器的光敏面上，統(tǒng)計(jì)硅光電倍增器輸出信號(hào)的電荷值，并以柱狀圖的形式將結(jié)果展現(xiàn)出來。該柱狀圖就是硅光電倍增器的單光子譜圖。測試人員可通過該方法評(píng)估硅光電倍增器的單光子響應(yīng)能力，并準(zhǔn)確獲取其內(nèi)部增益。
[0004]然而單光子譜測試有不能忽視的缺點(diǎn)。首先，單光子譜是硅光電倍增器性能和測試系統(tǒng)噪聲的綜合體現(xiàn)，測試結(jié)果圖形復(fù)雜且多變，若直接以圖形的好壞判定硅光電倍增器性能的優(yōu)劣，則需要操作人員擁有極為豐富的測試經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)由于是目視檢測，這種測試方法工作效率受到極大限制，且容易造成誤判。其次，若需以定量結(jié)果(如內(nèi)部增益)來判定硅光電倍增器性能的優(yōu)劣，則需要對測試得到的單光子譜進(jìn)行擬合分析，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精度受擬合質(zhì)量影響，需多次擬合才能獲得可靠結(jié)果，無法快速判定硅光電倍增器的性能優(yōu)劣。因此，單光子譜測試法更加適用于研發(fā)階段對少量硅光電倍增器進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，若將其用于批量測試存在容易誤判、判定效率低等問題。
[0005]在具體的應(yīng)用中，響應(yīng)信號(hào)幅值的大小也是選擇硅光電倍增器的一個(gè)重要指標(biāo)。若信號(hào)幅值較小，則會(huì)給應(yīng)用系統(tǒng)帶來一定的復(fù)雜度(比如需要設(shè)計(jì)額外的放大電路來對信號(hào)進(jìn)行放大處理)，進(jìn)而增加系統(tǒng)的成本，這并不利于硅光電倍增器的應(yīng)用發(fā)展。因此，提出一種針對實(shí)際應(yīng)用且能快速測試硅光電倍增器性能優(yōu)劣的測試系統(tǒng)及測試方法，對硅光電倍增器的進(jìn)一步發(fā)展十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題，而提供一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)及測試方法，用于解決硅光電倍增器的傳統(tǒng)測試系統(tǒng)測試效率低、容易誤判的技術(shù)難題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)模塊、光源模塊、硅光電倍增器單元、暗箱、比較電路模塊、電源模塊、邏輯分析儀及計(jì)算機(jī);其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述光源模塊通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生模擬脈沖信號(hào)作為所述光源模塊的輸入信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)該光源模塊產(chǎn)生光脈沖;所述光源模塊產(chǎn)生的光脈沖作為硅光電倍增器單元的輸入信號(hào)為硅光電倍增器提供光激勵(lì)，所述光脈沖均勻照射在所述硅光電倍增器單元中各個(gè)硅光電倍增器的光敏面上;所述硅光電倍增器單元放置在暗箱中，所述暗箱用于隔絕外界環(huán)境中的光；所述比較電路模塊分別與所述硅光電倍增器單元及所述驅(qū)動(dòng)模塊通信連接;所述硅光電倍增器單元產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為比較電路模塊的輸入信號(hào)，用于與預(yù)先設(shè)置的固定閾值進(jìn)行比較，從而篩選出能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器;所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的用來驅(qū)動(dòng)所述光源模塊的模擬脈沖信號(hào)同步作為比較電路模塊的其他輸入信號(hào)，經(jīng)所述比較電路模塊之后產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號(hào)，用于為所述邏輯分析儀提供觸發(fā)信號(hào);所述邏輯分析儀與比較電路模塊通信連接，用于在所述邏輯分析儀被觸發(fā)之后記錄所述比較電路模塊篩選出的能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器的信息;所述計(jì)算機(jī)與所述邏輯分析儀通信連接，用于對所述邏輯分析儀記錄的信息進(jìn)行分析、處理和保存;所述電源模塊用于為驅(qū)動(dòng)模塊、硅光電倍增器單元、比較電路模塊以及邏輯分析儀提供供電。
[0008]進(jìn)一步的，所述比較電路模塊中預(yù)先設(shè)定的固定閾值根據(jù)硅光電倍增器的輸出響應(yīng)信號(hào)為電流脈沖信號(hào)或電壓脈沖信號(hào)而相應(yīng)地設(shè)定為電流閾值或電壓閾值;所述比較電路模塊和邏輯分析儀的最大工作頻率大于所述硅光電倍增器單元的信號(hào)產(chǎn)生頻率。
[0009 ] 進(jìn)一步的，所述娃光電倍增器測試系統(tǒng)，還包括一延時(shí)單元;所述延時(shí)單元分別與驅(qū)動(dòng)模塊及光源模塊通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的模擬脈沖信號(hào)經(jīng)延時(shí)單元延時(shí)后，作為所述光源模塊的輸入信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)該光源模塊產(chǎn)生光脈沖;所述延時(shí)單元用于確保所述硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)在所述邏輯分析儀的觸發(fā)信號(hào)之后傳送到所述邏輯分析儀中；所述電源模塊同時(shí)也用于為所述延時(shí)單元提供供電。
[0010]進(jìn)一步的，所述硅光電倍增器測試系統(tǒng)，還包括一放大電路模塊;所述放大電路模塊分別與硅光電倍增器單元及比較電路模塊通信連接;所述硅光電倍增器單元產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為所述放大電路模塊的輸入信號(hào)，經(jīng)該放大電路模塊進(jìn)行信號(hào)放大之后，輸入到所述比較電路模塊中；所述電源模塊同時(shí)也用于為所述放大電路模塊提供供電。
[0011]進(jìn)一步的，為方便對大批量的硅光電倍增器進(jìn)行同時(shí)測試，本發(fā)明還提供了便于批量測試的測試系統(tǒng)技術(shù)方案:根據(jù)本發(fā)明所提出的前述硅光電倍增器測試系統(tǒng)，其特征在于，所述硅光電倍增器單元至少包含一個(gè)硅光電倍增器;所述光源模塊包含一個(gè)光源及至少一根光纖，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一根光纖，所述每一根光纖均垂直位于每一個(gè)硅光電倍增器光敏面的正上方;所述光源模塊中的光纖規(guī)則排列，用于將光源產(chǎn)生的光均勻分割，進(jìn)而均勻照射到每一個(gè)硅光電倍增器光敏面上;所述暗箱設(shè)置有暗格，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)暗格，測試時(shí)暗格彼此之間可以實(shí)現(xiàn)光隔離;所述放大電路模塊包含至少一個(gè)放大電路單元，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)放大電路單元;所述比較電路模塊至少包含兩個(gè)比較器單元，且所述驅(qū)動(dòng)模塊對應(yīng)一個(gè)比較器單元，所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器也均對應(yīng)一個(gè)比較器單元;所述邏輯分析儀至少包含兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，所述比較電路模塊中的每一個(gè)比較器單元均對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)通道，且與驅(qū)動(dòng)模塊所對應(yīng)的數(shù)據(jù)通道作為觸發(fā)信號(hào)通道，用于觸發(fā)其他數(shù)據(jù)通道的工作。
[0012]此外，本發(fā)明還提供了一種用于所述硅光電倍增器測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0013]S61，打開電源模塊，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，使得系統(tǒng)中各單元或模塊供電正常，且均能正常工作;特別地，設(shè)置電源模塊，使得硅光電倍增器單元中的各個(gè)硅光電倍增器均工作在蓋革模式下；
[0014]S62，依次打開驅(qū)動(dòng)模塊、延時(shí)單元、放大電路模塊、比較電路模塊和邏輯分析儀，進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)準(zhǔn)備；
[0015]S63，打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收和處理軟件，準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理；
[0016]S64，對驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置驅(qū)動(dòng)光源模塊所需的模擬脈沖信號(hào)的幅值、周期等相關(guān)參數(shù)，隨后開啟脈沖信號(hào)的輸出；
[0017]S65，在計(jì)算機(jī)上對邏輯分析儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和保存。
[0018]本發(fā)明的有益效果是可以快速且準(zhǔn)確地測試硅光電倍增器的性能優(yōu)劣。首先，硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)經(jīng)比較電路單元后輸出數(shù)字脈沖信號(hào)，數(shù)字脈沖的有無就直接表示了硅光電倍增器的幅值是否大于所設(shè)定的固定閾值。因此，這種方法可以直觀判定，不易誤判，且對測試人員經(jīng)驗(yàn)無較高要求。其次，通過軟件統(tǒng)計(jì)多次測量后輸出的高低電平信號(hào)數(shù)目，便可定量評(píng)估硅光電倍增器對入射光的響應(yīng)情況，進(jìn)一步提高評(píng)估的準(zhǔn)確度。同時(shí)該測試過程不局限于單路信號(hào)，可同時(shí)對多個(gè)硅光電倍增器產(chǎn)生的信號(hào)同時(shí)進(jìn)行判定，使本方法具有批量測試的能力。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例1的系統(tǒng)框圖；
[0021]圖2是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例2的系統(tǒng)框圖；
[0022]圖3是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例3的系統(tǒng)框圖；
[0023]圖中，各標(biāo)號(hào)的含義如下:10_驅(qū)動(dòng)模塊;20-延時(shí)單元;30-光源模塊;40-硅光電倍增器單元;41-暗箱;50-放大電路模塊;51-放大電路單元I;52-放大電路單元η;60-比較電路模塊;61-比較器單元I ;62_比較器單元η;70-邏輯分析儀;80-電源模塊;90-計(jì)算機(jī)；
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]附圖1是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例1的系統(tǒng)框圖。一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)模塊10、光源模塊30、硅光電倍增器單元40、暗箱41、比較電路模塊60、電源模塊80、邏輯分析儀70及計(jì)算機(jī)90;其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊10與所述光源模塊30通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊10產(chǎn)生模擬脈沖信號(hào)作為所述光源模塊30的輸入信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)該光源模塊30產(chǎn)生光脈沖;所述光源模塊30產(chǎn)生的光脈沖作為硅光電倍增器單元40的輸入信號(hào)為硅光電倍增器提供光激勵(lì)，所述光脈沖均勻照射在所述硅光電倍增器單元40中各個(gè)硅光電倍增器的光敏面上;所述硅光電倍增器單元40放置在暗箱41中，所述暗箱41用于隔絕外界環(huán)境中的光;所述比較電路模塊60分別與所述硅光電倍增器單元40及所述驅(qū)動(dòng)模塊10通信連接;所述硅光電倍增器單元40產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為比較電路模塊60的輸入信號(hào)，用于與預(yù)先設(shè)置的固定閾值進(jìn)行比較，從而篩選出能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器;為了便于對硅光電倍增器單元40輸出的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行幅值篩選，所述比較電路模塊60中預(yù)先設(shè)定的固定閾值可根據(jù)硅光電倍增器的輸出響應(yīng)信號(hào)為電流脈沖信號(hào)或電壓脈沖信號(hào)而相應(yīng)地設(shè)定為電流閾值或電壓閾值;所述驅(qū)動(dòng)模塊10產(chǎn)生的用來驅(qū)動(dòng)所述光源模塊30的模擬脈沖信號(hào)同步作為比較電路模塊60的其他輸入信號(hào)，經(jīng)所述比較電路模塊60之后產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號(hào)，用于為所述邏輯分析儀70提供觸發(fā)信號(hào);所述邏輯分析儀70與比較電路模塊60通信連接，用于在所述邏輯分析儀70被觸發(fā)之后記錄所述比較電路模塊60篩選出的能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器的信息;所述計(jì)算機(jī)90與所述邏輯分析儀70通信連接，用于對所述邏輯分析儀70記錄的信息進(jìn)行分析、處理和保存;所述電源模塊80用于為驅(qū)動(dòng)模塊10、硅光電倍增器單元40、比較電路模塊60以及邏輯分析儀70提供供電。
[0026]由于硅光電倍增器的輸出信號(hào)為模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)，為確保硅光電倍增器產(chǎn)生的信號(hào)都能被比較電路模塊60和邏輯分析儀70處理，所述比較電路模塊60和邏輯分析儀70的最大工作頻率大于所述硅光電倍增器單元40的信號(hào)產(chǎn)生頻率。
[0027]為方便對大批量的硅光電倍增器進(jìn)行同時(shí)測試，進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的硅光電倍增器測試系統(tǒng)還具有如下特征:所述硅光電倍增器單元40至少包含一個(gè)硅光電倍增器；所述光源模塊30包含一個(gè)光源及至少一根光纖，且所述硅光電倍增器單元40中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一根光纖，所述每一根光纖均垂直位于每一個(gè)硅光電倍增器光敏面的正上方;所述光源模塊30中的光纖規(guī)則排列，用于將光源產(chǎn)生的光均勻分割，進(jìn)而均勻照射到每一個(gè)硅光電倍增器光敏面上，如此便可確保每一個(gè)硅光電倍增器所接收到的光通量基本相同；所述暗箱41設(shè)置有暗格，且所述硅光電倍增器單元40中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)暗格，測試時(shí)暗格彼此之間可以實(shí)現(xiàn)光隔離，這樣便可減少相鄰硅光電倍增器之間的光干擾;所述比較電路模塊60至少包含兩個(gè)比較器單元，且所述驅(qū)動(dòng)模塊10對應(yīng)一個(gè)比較器單元，所述硅光電倍增器單元40中的每一個(gè)硅光電倍增器也均對應(yīng)一個(gè)比較器單元；所述邏輯分析儀70至少包含兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，所述比較電路模塊60中的每一個(gè)比較器單元均對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)通道，且與驅(qū)動(dòng)模塊10所對應(yīng)的數(shù)據(jù)通道作為觸發(fā)信號(hào)通道，用于觸發(fā)其他數(shù)據(jù)通道的工作。
[0028]比較電路模塊60對能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器進(jìn)行篩選原理是，若硅光電倍增器單元40中的某一個(gè)硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)的幅值高于預(yù)先設(shè)置的固定閾值，則比較電路模塊60中相應(yīng)的比較器單元便輸出高電平信號(hào);反之，若某一個(gè)硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)的幅值低于預(yù)先設(shè)置的固定閾值，則比較電路模塊60中相應(yīng)的比較器單元便輸出低電平信號(hào)，這樣能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器便被高電平所標(biāo)記。
[0029]比較電路模塊60輸出的高低電平信號(hào)在邏輯分析儀70被觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)后，送入邏輯分析儀70相應(yīng)的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和記錄;最后，邏輯分析儀70所轉(zhuǎn)換和記錄的信號(hào)被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)90接收，經(jīng)計(jì)算機(jī)90中相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收和處理軟件的處理，被標(biāo)記的能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器的信息便被計(jì)算機(jī)90所分析和保存了。
[0030]實(shí)施例2
[0031]附圖2是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例2的系統(tǒng)框圖。實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述硅光電倍增器測試系統(tǒng)中還包含有延時(shí)單元20。所述延時(shí)單元20分別與驅(qū)動(dòng)模塊10及光源模塊30通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊10產(chǎn)生的模擬脈沖信號(hào)經(jīng)延時(shí)單元20延時(shí)后，作為所述光源模塊30的輸入信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)該光源模塊產(chǎn)生光脈沖;所述延時(shí)單元20用于確保所述硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)在所述邏輯分析儀70的觸發(fā)信號(hào)之后傳送到所述邏輯分析儀70中；所述電源模塊80同時(shí)也用于為所述延時(shí)單元20提供供電。本實(shí)施例中增加了延時(shí)單元20，確保了邏輯分析儀70的觸發(fā)信號(hào)先于硅光電倍增器單元40的信號(hào)到達(dá)邏輯分析儀70，這樣在邏輯分析儀70的工作周期內(nèi)，便不會(huì)遺漏對任何一個(gè)硅光電倍增器的輸出響應(yīng)信號(hào)的處理。
[0032]實(shí)施例3
[0033]附圖3是本發(fā)明所提出的硅光電倍增器測試系統(tǒng)實(shí)施例3的系統(tǒng)框圖。實(shí)施例3與實(shí)施例2的區(qū)別在于，所述硅光電倍增器測試系統(tǒng)中還包含有放大電路模塊50。所述放大電路模塊50分別與硅光電倍增器單元40及比較電路模塊60通信連接;所述硅光電倍增器單元40產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為所述放大電路模塊50的輸入信號(hào)，經(jīng)該放大電路模塊50進(jìn)行信號(hào)放大之后，輸入到所述比較電路60模塊中；所述電源模塊80同時(shí)也用于為所述放大電路模塊50提供供電。同樣地，為了使本實(shí)施例便于對大量的硅光電倍增器進(jìn)行批量測試，所述放大電路模塊50包含至少一個(gè)放大電路單元，且所述硅光電倍增器單元40中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)放大電路單元。本實(shí)施例中增加了放大電路模塊50，其目的是對硅光電倍增器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，使之滿足放大電路模塊50對輸入信號(hào)幅值的要求。通常，硅光電倍增器的輸出信號(hào)幅值在幾十毫伏至幾百毫伏之間。較低的硅光電倍增器輸出信號(hào)幅值，會(huì)給比較電路模塊60中預(yù)先設(shè)置的固定閾值的設(shè)定帶來一定的難度，因?yàn)樾枰獙λO(shè)閾值的精度、穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這無疑增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和設(shè)計(jì)成本。加入放大電路模塊50后，便可降低對閾值的精度和穩(wěn)定性的要求，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加簡單、高效。
[0034]相應(yīng)的，本實(shí)施例還提供了利用上述硅光電倍增器測試系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法。所述測試方法包括以下測試步驟:
[0035]S61，打開電源模塊，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，使得系統(tǒng)中各單元或模塊供電正常，且均能正常工作;特別地，設(shè)置電源模塊，使得硅光電倍增器單元中的各個(gè)硅光電倍增器均工作在蓋革模式下；
[0036]S62，依次打開驅(qū)動(dòng)模塊、延時(shí)單元、放大電路模塊、比較電路模塊和邏輯分析儀，進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)準(zhǔn)備；
[0037]S63，打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收和處理軟件，準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理；
[0038]S64，對驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置驅(qū)動(dòng)光源模塊所需的模擬脈沖信號(hào)的幅值、周期等相關(guān)參數(shù)，隨后開啟脈沖信號(hào)的輸出；
[0039]S65，在計(jì)算機(jī)上對邏輯分析儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和保存。
[0040]本發(fā)明可以快速且準(zhǔn)確地測試硅光電倍增器的性能優(yōu)劣，且測試方法簡單直觀，不易誤判，且對測試人員經(jīng)驗(yàn)無較高要求。其次，本發(fā)明具有對大規(guī)模硅光電倍增器產(chǎn)品進(jìn)行批量測試的能力。
[0041]上述實(shí)施例是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解和使用本發(fā)明而描述的。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)模塊、光源模塊、硅光電倍增器單元、暗箱、比較電路模塊、電源模塊、邏輯分析儀及計(jì)算機(jī);其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述光源模塊通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生模擬脈沖信號(hào)作為所述光源模塊的輸入信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)該光源模塊產(chǎn)生光脈沖;所述光源模塊產(chǎn)生的光脈沖作為硅光電倍增器單元的輸入信號(hào)為硅光電倍增器提供光激勵(lì)，所述光脈沖均勻照射在所述硅光電倍增器單元中各個(gè)硅光電倍增器的光敏面上;所述硅光電倍增器單元放置在暗箱中，所述暗箱用于隔絕外界環(huán)境中的光;所述比較電路模塊分別與所述硅光電倍增器單元及所述驅(qū)動(dòng)模塊通信連接;所述硅光電倍增器單元產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為比較電路模塊的輸入信號(hào)，用于與預(yù)先設(shè)置的固定閾值進(jìn)行比較，從而篩選出能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器;所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的用來驅(qū)動(dòng)所述光源模塊的模擬脈沖信號(hào)同步作為比較電路模塊的其他輸入信號(hào)，經(jīng)所述比較電路模塊之后產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字脈沖信號(hào)，用于為所述邏輯分析儀提供觸發(fā)信號(hào);所述邏輯分析儀與比較電路模塊通信連接，用于在所述邏輯分析儀被觸發(fā)之后記錄所述比較電路模塊篩選出的能夠產(chǎn)生特定信號(hào)幅值大小的硅光電倍增器的信息;所述計(jì)算機(jī)與所述邏輯分析儀通信連接，用于對所述邏輯分析儀記錄的信息進(jìn)行分析、處理和保存;所述電源模塊用于為驅(qū)動(dòng)模塊、硅光電倍增器單元、比較電路模塊以及邏輯分析儀提供供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，其特征在于，所述比較電路模塊中預(yù)先設(shè)定的固定閾值根據(jù)硅光電倍增器的輸出響應(yīng)信號(hào)為電流脈沖信號(hào)或電壓脈沖信號(hào)而相應(yīng)地設(shè)定為電流閾值或電壓閾值;所述比較電路模塊和邏輯分析儀的最大工作頻率大于所述硅光電倍增器單元的信號(hào)產(chǎn)生頻率。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括一延時(shí)單元;所述延時(shí)單元分別與驅(qū)動(dòng)模塊及光源模塊通信連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的模擬脈沖信號(hào)經(jīng)延時(shí)單元延時(shí)后，作為所述光源模塊的輸入信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)該光源模塊產(chǎn)生光脈沖；所述延時(shí)單元用于確保所述硅光電倍增器產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)在所述邏輯分析儀的觸發(fā)信號(hào)之后傳送到所述邏輯分析儀中；所述電源模塊同時(shí)也用于為所述延時(shí)單元提供供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括一放大電路模塊;所述放大電路模塊分別與硅光電倍增器單元及比較電路模塊通信連接；所述硅光電倍增器單元產(chǎn)生的模擬脈沖響應(yīng)信號(hào)作為所述放大電路模塊的輸入信號(hào)，經(jīng)該放大電路模塊進(jìn)行信號(hào)放大之后，輸入到所述比較電路模塊中；所述電源模塊同時(shí)也用于為所述放大電路模塊提供供電。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種硅光電倍增器測試系統(tǒng)，其特征在于，所述硅光電倍增器單元至少包含一個(gè)硅光電倍增器;所述光源模塊包含一個(gè)光源及至少一根光纖，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一根光纖，所述每一根光纖均垂直位于每一個(gè)硅光電倍增器光敏面的正上方;所述光源模塊中的光纖規(guī)則排列，用于將光源產(chǎn)生的光均勻分割，進(jìn)而均勻照射到每一個(gè)硅光電倍增器光敏面上;所述暗箱設(shè)置有暗格，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)暗格，測試時(shí)暗格彼此之間可以實(shí)現(xiàn)光隔離;所述放大電路模塊包含至少一個(gè)放大電路單元，且所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器均對應(yīng)一個(gè)放大電路單元;所述比較電路模塊至少包含兩個(gè)比較器單元，且所述驅(qū)動(dòng)模塊對應(yīng)一個(gè)比較器單元，所述硅光電倍增器單元中的每一個(gè)硅光電倍增器也均對應(yīng)一個(gè)比較器單元;所述邏輯分析儀至少包含兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，所述比較電路模塊中的每一個(gè)比較器單元均對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)通道，且與驅(qū)動(dòng)模塊所對應(yīng)的數(shù)據(jù)通道作為觸發(fā)信號(hào)通道，用于觸發(fā)其他數(shù)據(jù)通道的工作。6.—種硅光電倍增器測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，包括如下步驟: S61，打開電源模塊，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，使得系統(tǒng)中各單元或模塊供電正常，且均能正常工作;特別地，設(shè)置電源模塊，使得硅光電倍增器單元中的各個(gè)硅光電倍增器均工作在蓋革模式下； S62，依次打開驅(qū)動(dòng)模塊、延時(shí)單元、放大電路模塊、比較電路模塊和邏輯分析儀，進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)準(zhǔn)備； S63，打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收和處理軟件，準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和處理； S64，對驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置驅(qū)動(dòng)光源模塊所需的模擬脈沖信號(hào)的幅值、周期等相關(guān)參數(shù)，隨后開啟脈沖信號(hào)的輸出； S65，在計(jì)算機(jī)上對邏輯分析儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和保存。
【文檔編號(hào)】G01J1/44GK106052861SQ201610603502
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】楊健, 徐青, 王麟, 李開富
【申請人】武漢京邦科技有限公司