2005年,我開始嘗試用光電二極管來檢測熒光,盡管選擇了當(dāng)時性能最好、自帶前置放大器的光電二極管(都是日本、英國公司的產(chǎn)品),但距離理想的靈敏度還有2個數(shù)量級的差距粗纖維測定儀價格。從那時起,我開始構(gòu)思如何提高光電二極管的檢測靈敏度。借鑒我在氣相色譜微型熱導(dǎo)檢測器研制上的成功經(jīng)驗(yàn),將思路放在降低噪音和漂移上,而不是提高增益上。我在研制氣相色譜的熱導(dǎo)檢測器時,國際上都是通過提升其熱敏絲的溫度來提高檢測器的靈敏度。但我反其道而行之,不去提升它的響應(yīng)值,而是通過降低檢測器的噪音,優(yōu)化信噪比,再配合一個低噪音低漂移前置放大器來提升靈敏度。所研制的微池?zé)釋?dǎo)檢測器的靈敏度在當(dāng)時可以比肩國外公司的產(chǎn)品。我當(dāng)時的實(shí)驗(yàn)室條件無法提高光電二極管的響應(yīng)值,很自然地想到通過降低噪音來提高信噪比! ∥沂紫瓤紤]了光電材料界面以及連接導(dǎo)線界面的熱電偶和接觸電阻對噪音和溫度漂移的影響,后來想出了抵消這個影響的方案。經(jīng)過數(shù)年努力,到2012年時對弱光的檢測下限達(dá)到了雪崩二極管的檢測靈敏度,同時線性范圍達(dá)到了5個數(shù)量級,比雪崩二極管寬2個數(shù)量級粗纖維測定儀價格。這時我決定啟用團(tuán)隊(duì)力量,集中力量攻關(guān),2013年達(dá)到用PMT的進(jìn)口名牌熒光檢測器靈敏度的1/4水平,也就是PMT增益在4千左右的水平。耿旭輝2013年博士畢業(yè)后加入我們團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研制熒光檢測器并加入微光探測器攻關(guān)。到2014年底,我們的微光探測器噪音、漂移比常規(guī)光電二極管降低了兩個數(shù)量級,不僅檢測靈敏度達(dá)到PMT增益在2萬的而水平,而且動態(tài)范圍延申了2個數(shù)量級,達(dá)到近6個數(shù)量級。2015年底實(shí)現(xiàn)了微光探測器產(chǎn)業(yè)化并開始推廣銷售。團(tuán)隊(duì)用簡單、低成本的方式實(shí)現(xiàn)了弱光信號的高靈敏檢測,解決了卡脖子難題,使國內(nèi)微光探測器不再單純依賴于進(jìn)口光電器件,同時也克服了光電倍增管和雪崩二極管線性范圍窄的問題。
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