歡迎大家來到《濱松光電知識小課堂》產品技術知識分享欄目，本欄目致力于將光電相關的產品技術知識掰開了，揉碎了，一點點與大家進行分享。本期話題“光子計數探頭模塊為什么沒有增益調節能力”。

熟悉光電倍增管的客戶都知道，我們可以通過調節倍增級電壓來調節光電倍增管的增益，也可以稱為調節光電倍增管的放大倍數。我們分別以光電倍增管裸管R928和光電倍增管模塊H10721為例，前者可以調節工作電壓來調節放大倍數，后者調節外部的增益電壓來調節光電倍增管模塊的放大倍數。

 R928調節電壓和放大倍數之間的關系

H10721調節電壓和放大倍數之間的關系

但是，很多客戶都會問：

常見的光子計數探頭模塊，比如H10682和CH299，他們也屬于光電倍增管模塊，為什么沒有增益調節的功能呢？

首先，光子計數探頭模塊不同于常見的光電倍增管模塊，它是在電流型光電倍增管模塊的基礎上增加了光子信號處理電路。

該電路能將單個光子激發的脈沖信號，經過放大、鑒別、整形后輸出對應的光子數邏輯脈沖，所以，我們能夠通過輸出的脈沖數來進行光子的計數。

當光電倍增管接收的光亮從一個很強的范圍變到單個光子信號時，光電倍增管的輸出會產生一個很明顯的變化，可以參考以下的圖。

常規的光電倍增管模塊由于后端沒有信號處理電路，直接輸出就是光電倍增管本身的信號。此時，如果我們對光電倍增管進行增益調節，可以有效地放大信號。

光子計數探頭模塊，由于探測的光強特別微弱，基本都是以單個光子的形式出現，光電倍增管的輸出就會如下圖所示，每一個脈沖都代表一個光子信號。此時，如果我們增加對光子計數探頭的增益，可以看到，單個光子激發脈沖的高度會顯著提高。但是，對應的脈沖個數沒有發生變化。也就是說，增加增益，不會對光子個數產生影響。

同時，如果我們增加光子計數探頭的增益，在放大光子激發脈沖高度的同時，也會放大噪聲信號。如果放大的噪聲信號超過后面鑒別器的檢測下限，會引起由于引入噪聲計數而導致測量的不準確。所以，光子計數探頭需要一個合適的增益，在放大微弱信號的同時，還能夠做到噪聲和信號的分離，實現真正的光子信號探測輸出。

如下圖所示，當我們改變光電倍增管的工作電壓時，信噪比會在一段區間內基本保持不變，這段曲線也稱之為坪特性曲線。在這段范圍內，增益的增加對計數值沒有明顯的增加。所以，一般的光子計數探頭的增益電壓設置在坪區的電壓范圍之內，可以得到一個穩定的計數值。

光子計數探頭在出廠前，我們都已經將光子計數探頭的工作電壓調節在一個穩定的工作電壓范圍之內。所以，在收到貨后，大家只需要提供供電電壓，光子計數探頭就可以正常工作了。

本期主講工程師介紹：濱松產品技術工程師馬進發，畢業于西安理工大學，目前負責濱松光電倍增管、電子倍增器、MCP等產品的技術支持，主要應用方向為大氣激光雷達、質譜等。擅長機械設計，已經通過國內CAXC計算機輔助認證和全 球CSWP工程師認證。

磁粉探傷儀探頭可調節嗎

磁粉探傷儀是一種常用于金屬表面缺陷檢測的設備，廣泛應用于制造、航空、石油、化工等行業。隨著工業對精度和效率的不斷要求，磁粉探傷儀的性能和可操作性也得到了不斷提升。本文將探討磁粉探傷儀探頭是否可調節的問題，分析其結構設計、調節功能以及實際操作中的影響，以幫助用戶更好地理解這一設備的可調性和使用技巧。

磁粉探傷儀探頭的基本構造

磁粉探傷儀的探頭是進行缺陷檢測的核心部件，其主要功能是產生磁場并檢測表面或近表面缺陷的存在。常見的探頭類型包括電磁鐵型探頭、環形探頭和手持探頭等。不同類型的探頭在結構上有所差異，但其核心功能是通過電磁感應原理來探測金屬表面的裂紋、氣孔等缺陷。

磁粉探傷儀探頭是否可調節

磁粉探傷儀的探頭在設計上通常具有一定的可調性，但這種可調節性取決于設備的類型和探頭的設計。對于一些手持式探頭，操作人員可以通過調節探頭的距離、角度以及磁場強度來調整其檢測效果。這種調整可以優化探傷儀的檢測范圍和靈敏度，以適應不同工件表面形態和缺陷類型的檢測需求。

傳統的探頭大多數并不具備太多的物理調節功能，而是依賴于設備本身的自動調節和設置來優化檢測效果。例如，某些磁粉探傷儀會通過調整電流的大小來改變探頭產生的磁場強度，進而影響檢測效果。現代一些高端磁粉探傷儀可能配備可調節探頭，通過軟件控制來實現更的檢測范圍調整。

探頭調節的實際影響

探頭的調節主要體現在以下幾個方面：探頭的磁場強度調節可以提高或降低探傷儀的檢測靈敏度。磁場強度過強可能會導致檢測到更多不相關的背景噪聲，而磁場強度過弱則可能遺漏一些微小的缺陷。探頭的角度調節有助于探測不同方向和位置的缺陷，尤其是在一些復雜形狀的工件表面，角度的變化能夠提高檢測的全面性和準確性。探頭距離的調節同樣影響著磁粉的覆蓋效果，不同距離下的磁粉涂布均勻性和清晰度可能會有所不同，從而直接影響到缺陷的顯現效果。

實際應用中的調節需求

在實際應用中，磁粉探傷儀的探頭調節需求與工件的形狀、材質和檢測要求密切相關。例如，針對大型金屬結構件，可能需要調節探頭的磁場強度來確保覆蓋廣泛的檢測區域。而對于精密的小型零件，則可能更注重探頭角度和距離的調整，以確保對微小缺陷的高靈敏度檢測。不同工件表面處理工藝的差異也可能影響探頭的調節需求，如涂層較厚或存在油污的工件表面，需要調節探頭以確保檢測精度。

結論

磁粉探傷儀的探頭在一定范圍內是可調節的，尤其在一些高端型號中，探頭的調節功能能夠提高設備的適應性和檢測效果。探頭的調節功能不僅僅是設備性能的體現，更依賴于操作人員的經驗和技巧。為了確保磁粉探傷儀在不同工況下的佳表現，用戶需要根據實際檢測任務合理調整探頭的磁場強度、角度和距離等參數。通過精確調節，磁粉探傷儀能夠更好地滿足不同檢測需求，提高表面缺陷檢測的精度和效率。因此，理解探頭可調節的功能并熟練掌握其操作，對于提升磁粉探傷儀的工作效能至關重要。

PF32不是一個單點的SPAD探測器，而是一個1024個單光子敏感SPAD像素陣列，具有超快的55ps時間分辨率、功能強大，高度緊湊的單光子計數探測器陣列。由于55ps TDC電路包圍著每個SPAD像素，導致標準版PF32單光子計數相機的光學填充因子只有1.5%。雖然55ps的時間分辨率和225kfps (8-bit)的吞吐量對于許多應用至關重要，但1.5%的填充因子不免讓人覺得有些“捉襟見肘”，給科研人員帶來了極大的挑戰。

為了有效的改善填充因子，Photon Force經過持續不斷的努力，新推出了PF32-MLA微透鏡版本。該微透鏡版本是PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數相機的升級版本——每個SPAD像素上都有一個小透鏡(微透鏡)，從而有效地將待測光信號聚焦到每個SPAD像素上。這使得PF32-MLA微透鏡版SPAD陣列+TDC 單光子計數相機的有效填充因子提高到>12%(均值)。

產品特點

? 新增：有效填充因子提高到>12%(均值)

? 32×32像素 SPAD + 時間相關單光子計數（TCSPC）陣列

? 每像素具有獨立光子計數

? 光子計數 和 TCSPC 雙工作模式

? Typ, 55ps分辨率

? 8bit/10bit TDC, 最大包含255/1,023個時間通道

? 8bit/16bit 光子計數深度

? 高達150k/225k fps傳感器操作和讀取

? 同步數據采集和讀出（無幀間死時間）

? 外部激光同步輸入，用于TDC STOP信號

? 單5V電源（附帶）

? USB3 接口

產品應用

? 量子成像 Quantum Imaging

? 熒光壽命成像 FLIM

? 激光雷達 LIDAR

? 單光子成像

產品參數

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