基於光子計數恆定控制之創新暉光儀

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姓名

劉成震(Cheng-Chen Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

基於光子計數恆定控制之創新暉光儀
(Innovative airglow instrument based on constant control of phonton count)

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摘要(中)

因為光電倍增管將光子脈波輸入到單晶片之I/O PORT時受限於單晶片的取樣能力而產生飽和現象，而前篇論文[1]證明了改變驅動光電倍增管能直接影響輸出光子脈波數，故本實驗著重於開發與優化控制電壓的方法，達到擴增光度的量測範圍與量測精度之目的。
本實驗將從偏壓濾波起，設計不同實驗與變因量測電路特性。再經由數學計算得到各狀況下的表現，以便在之後的建模能更精準。
建模完畢後便能得到自適應增益所需要的公式與參數，有了這些數據便能即時的將光子數、驅動電壓、光功率間互相轉換以應用在自適應系統內；結果亦證實此方法能在固定光子數狀況下，得到真實的光功率，成功擴增量測範圍。
此實驗亦保留了緊急斷電機制，能在異常狀況發生如電壓異常、溫度異常時緊急啟動安全機制斷電，以保護系統內的電路與其他元件。

摘要(英)

The last thesis[1] build an innovative way to observe and get phonton performance data from photomultiplier tube. In this thesis,we’ve used two methods including PI feedback control and system ID to frame all the situation a PMT will have in the linear zone of drvie voltage and optical power.
With this, we can avoid from nonlinear situation a PMT will happen and also trace a constant phonton count,expanding measuring area,to protect this instrument.

關鍵字(中)

★ 光電倍增管
★ 倍增管控制
★ 暉光儀

關鍵字(英)

★ PMT
★ photomultiplier
★ AirglowInstrument

論文目次

摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章緒論 1
1-1 研究目的 1
1-2 動機及文獻回顧 1
1-3 研究構想 3
第二章暉光儀系統設計 4
2-1 暉光儀構造 4
2-1-1 準直器 5
2-1-2 光衰減器 6
2-1-3 光功率（度）計 8
2-1-4 光電倍增管原理與特性 8
2-2 暉光儀軟體與電路系統設計 10
2-2-1 軟體系統設計 10
2-2-2 電路系統設計 15
第三章光子計數恆定控制系統參數選擇及增益曲線建構 20
3-1 光子計數預設值選擇及抗雜訊偏壓設定 20
3-1-1 不同偏壓於一、十孔透光面積與無光下之光子數量測 20
3-1-2 不同偏壓下光子特性與偏壓值挑選 25
3-2 建構前饋控制函數以及功率計算函數 30
第四章光子計數恆定控制與光電倍增管量測性能驗證 35
4-1 光子計數恆定驗證 I 35
4-2 光子計數恆定驗證 II 39
第五章結論與未來展望 41
參考文獻 42

參考文獻

[1] 蘇泰安（民107），具有自適應多段增益調節和強光保護功能的創新單眼針孔準直暉光儀，國立中央大學光機電工程所碩士論文，未出版，台灣桃園。
[2] Barbier, D., Recherches sur la raie 6300 de la luminescence atmosphérique nocturne, Ann. Géophys., 15, 179-217, 1959.
[3] Porter, H. S., Silverman, S. M. and Tuan, T. F., On the behaviour of airglow under the influence of gravity waves. J. Geophys. Res. 79, 3827-3833, 1974.
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[8] Nova II User Manual, URL: http://ophirphotonics.com/laser--measurement/sites/default/files/nova_ii_user_manual.pdf
[9] PD300-UV | Laser Photodiode Sensors | Power Sensors – Ophir, URL: http://www.ophiropt.com/laser--measurement/laser-power-energy-meters/products/Laser-Photodiode-Sensors/Standard-Photodiode-Sensors/PD300-UV
[10] 光電倍增管，URL: http://www.phys.ncku.edu.tw/~optlab/modernoptics/lock-in%20amplifier/2.1.htm
[11] Electron-emission materials: Advances, applications, and models, URL: https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/electronemission-materials-advances-applications-and-models/D2708C158EA8F2BB7E16FE9EE271D3F6/core-reader
[12] PChome Online 商店街 - 視動自動化科技股份有限公司 - ASA M128 V2 － ASA匯流排微電腦 - M128 主機板，URL：http://www.pcstore.com.tw/viewmove/M21731913.htm
[13] 數位濾波器的學習筆記 | Mr.pojenlai，URL：https://pojenlai.wordpress.com/2016/04/10/%E6%95%B8%E4%BD%8D%E6%BF%BE%E6%B3%A2%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%AD%B8%E7%BF%92%E7%AD%86%E8%A8%98/

指導教授

江士標(Shyh-Biau Jiang)

審核日期

2019-7-15

推文