(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211086792.X (22)申请日 2022.09.07 (71)申请人 山东大学 地址 266200 山东省青岛市 即墨区滨 海路 72号 (72)发明人 王钧雷　曲喆麟　刘硕　樊旭东　 赵显　 (74)专利代理 机构 青岛华慧泽专利代理事务所 (普通合伙) 37247 专利代理师 贺敬虹 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 基于labview的低强度光信号的同步探测控 制系统及控制方法 (57)摘要 本发明公开了基于labview的低强度光信号 的同步探测控制系统及控制方法， 控制系统包括 低强度光信号产生模块、 数据采集模块、 序列发 生模块、 图像生成模块、 Labview控制模块， 数据 采集模块、 序列发生模块、 图像生成模块均与 Labview控制模块通讯连接， 低强度光信号产生 模块与数据采集模块相连接， 序列发生模块作用 于低强度光信号产生模块及数据采集模块， 提供 了一种可对特定计数采样时间的弱光信号进行 探测， 并克服了探测器件不具备逻辑门触发、 触 发条件苛刻或无法实现长脉冲序列触发计数的 问题， 可有效应对探测器及脉冲发生仪器本身条 件的限制并实现高精度， 高灵敏度的弱光信号同 步探测。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115479928 A 2022.12.16 CN 115479928 A 1.基于labview的低强度光信号的同步探测控制系统， 其特征在于： 包括低强度光信号 产生模块、 数据采集模块、 序列发生模块、 图像生成模块、 Labview控制模块， 所述数据采集 模块、 序列 发生模块、 图像生成模块均与Labview控制模块通讯连接， 所述低强度光信号产 生模块与数据采集模块相连接， 所述序列发生模块作用于低强度光信号产生模块及数据采 集模块。 2.根据权利 要求1所述的基于labview的低强度光信号的同步探测控制系统， 其特征在 于， 所述Labview控制模块控制序列发生模块产生脉冲序列， 所述序列发生模块产生的脉冲 序列作用于低 强度光信号产生模块、 数据采集模块， 所述数据采集模块将采集的数据发送 给Labview控制模块， 所述Labview控制模块将数据采集模块采集的数据发送给图像生成模 块， 所述图像生成模块进行图像绘制。 3.根据权利 要求1所述的基于labview的低强度光信号的同步探测控制系统， 其特征在 于， 所述低强度光信号产生模块包括激光器、 二向色镜、 滤波片、 物镜， 所述数据采集模块包 括单光子计数器及数据采集 卡， 所述序列发生模块包括序列发生器。 4.对于权利要求1 ‑3任意一项所述的基于labview的低强度光信号的同步探测控制系 统的控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， Labview控制模块控制序列发生模块产生脉宽为t的脉冲序列作用于低强度光 信号产生模块， 低强度光信号产生模块发出持续时间等于脉宽t的激发光； 步骤2， 序列 发生模块在脉宽为t的脉冲序列上升沿处同步发出第二个脉宽为t1的脉冲 序列作用于数据采集模块， 数据采集模块读出瞬时光子数为X1； 步骤3， 序列 发生模块在脉宽为t的脉冲序列下降沿处同步发出第二个脉宽为t1的脉冲 序列作用于数据采集模块， 数据采集模块读出瞬时光子数为X2； 步骤4， 将步骤2、 3所得的瞬时光子数X1、 X2发送给Labview控制模块， Labview控制模块 控制图像生成模块对X1、 X2进行做差， 得 出单次脉宽为t的脉冲光子计数； 步骤5， 重复步骤1 ‑4， 得到N次光子计数信号； 步骤6， 根据步骤5所得的N次光子技术信号通过图像生成模块绘制时间 ‑光子计数曲 线。 5.根据权利要求4所述的基于labview的低强度光信号的同步探测控制系统的控制方 法， 其特征在于， 所述步骤1中低 强度光信号产生模块发出激发光的过程为： 序列产生模块 产生的脉宽为t的脉冲序列作用于低 强度光信号产生模块， 使得低 强度光信号产生模块发 出持续时间等于脉宽t的激发光， 激发光通过二向色镜及物镜聚焦 对样品进行激发， 样品激 发后产生的荧光光子数再次通过物镜进 行准直、 收集， 物镜收集到的荧光通过二向色镜后， 依次通过长通、 带通、 短通滤波片进行 滤波。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115479928 A 2基于labv iew的低强度光 信号的同步探测控制系统及控制 方法 技术领域 [0001]本发明涉及光致发光探测技术领域， 尤其是基于labview 的低强度光信号的同步 探测控制系统及控制方法。 背景技术 [0002]光致发光探测是一种利用高灵敏度、 高时间分辨率的探测器件对光致发光信号进 行探测的方式， 因样品受激发而产生的低 强度光信号 随激发波场的频率变化而变化， 且可 以对样品上多点的荧光信号进 行探测以及产生对应位置的荧光强度排布， 故其携带的信息 可以起到表征探测局部磁场， 样品缺陷寻址等作用， 现已广泛应用于量子探测、 量子通信等 领域。 因荧光较弱故难以通过功率计等传统计量仪器对其进行测 量， 单光子计数器是用于 低强度光信号探测的且具有高时间分辨能力的一种精密仪器， 该仪器通过将光信号转化成 电信号并通过电压阈值进行取舍， 避免了由电子学仪器带来的仪器噪声， 故可对极微弱信 号进行探测。 [0003]由于在对需要进行同步时序控制的低强度荧光信号探测的过程中不可避免地要 通过逻辑 门触发实现， 故需要对触发持续时间进行较为精确的控制， 以避免不同脉冲序列 之间的时间差， 进而避免携带信息的丢失。 但目前市场上主流的单光子计数器存在不具有 逻辑门触发模块、 对触发的要求过于苛刻(例如除脉冲信号外还需要特定数值大小的暗电 流进行控制)以及因受制 于序列发生仪器精度无法实现较长触发时间的探测 等问题。 这些 问题将导致荧光探测精度的下降， 进一步导致通过荧光表征的参量指标下滑或携带信息的 损失等问题。 发明内容 [0004]为了克服现有技术中存在的上述问题， 本发明提出基于labview 的低强度光信号 的同步探测控制系统及控制方法。 [0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 基于labview 的低强度光信号的同 步探测控制系统， 包括低 强度光信号产生模块、 数据采集模块、 序列发生模块、 图像生成模 块、 Labview控制模块， 所述数据采集模块、 序列发生模块、 图像生成模块均与Labview控制 模块通讯连接， 所述低 强度光信号产生模块与数据采集模块相连接， 所述序列发生模块作 用于低强度光信号产生模块及数据采集模块。 [0006]上述的基于labview的低强度光信号的同步探测控制系统， 所述Labview控制模块 控制序列发生模块产生脉冲序列， 所述序列发生模块产生的脉冲序列作用于低强度光信号 产生模块、 数据采集模块， 所述数据采集模块将采集的数据 发送给Labview控制 模块， 所述 Labview控制 模块将数据采集模块采集的数据 发送给图像生成模块， 所述图像生成模块进 行图像绘制。 [0007]上述的基于labview 的低强度光信号 的同步探测控制系统， 所述低强度光信号产说　明　书 1/5 页 3 CN 115479928 A 3