| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-26页 |
| ·研究背景及意义 | 第13-15页 |
| ·TCSPC 技术的国内外研究进展 | 第15-19页 |
| ·MCP 位敏阳极探测器的国内外研究进展 | 第19-20页 |
| ·本文主要研究内容及创新点 | 第20-22页 |
| 参考文献 | 第22-26页 |
| 第二章 TCSPC 系统的关键技术分析 | 第26-47页 |
| ·单光子探测器 | 第26-33页 |
| ·光电倍增管 | 第26-28页 |
| ·基于 MCP 的单光子探测器 | 第28-29页 |
| ·单光子雪崩光电二极管 | 第29-32页 |
| ·混合型光电倍增管 | 第32-33页 |
| ·探测器前置放大技术 | 第33页 |
| ·探测器输出电荷测量技术 | 第33-35页 |
| ·光子到达定时技术 | 第35-39页 |
| ·前沿定时 | 第35-36页 |
| ·过零定时 | 第36-37页 |
| ·恒比定时 | 第37-38页 |
| ·幅度上升补偿定时 | 第38-39页 |
| ·时间数字转换技术 | 第39-43页 |
| ·计数器型时间数字转换 | 第39页 |
| ·基于 TAC-ADC 型时间数字转换器 | 第39-40页 |
| ·基于抽头延迟单元的 TDC | 第40-42页 |
| ·基于 ASIC 的 TDC | 第42页 |
| ·基于 FPGA 的 TDC | 第42-43页 |
| ·本章小结 | 第43-44页 |
| 参考文献 | 第44-47页 |
| 第三章 基于 MCP 位敏阳极探测器的 TCSPC 方案 | 第47-62页 |
| ·总体方案 | 第47-48页 |
| ·探测器结构 | 第48-50页 |
| ·微通道板 | 第50-51页 |
| ·位敏阳极 | 第51-57页 |
| ·游标阳极的设计与制作 | 第52-56页 |
| ·楔条形阳极 | 第56-57页 |
| ·电荷灵敏前放 | 第57-58页 |
| ·整形主放 | 第58-59页 |
| ·本章小结 | 第59-60页 |
| 参考文献 | 第60-62页 |
| 第四章 光子到达时间和位置同步测量电子学系统设计 | 第62-95页 |
| ·总体功能及设计思路 | 第62-64页 |
| ·硬件电路的设计 | 第64-75页 |
| ·电源设计 | 第64-65页 |
| ·复位电路 | 第65页 |
| ·时钟电路的设计 | 第65-66页 |
| ·九路脉冲峰值同步采集电路 | 第66-68页 |
| ·光子到达定时信号产生电路 | 第68-70页 |
| ·FPGA 及其配置电路 | 第70-71页 |
| ·USB2.0 接口电路 | 第71-72页 |
| ·TDC-GPX 工作电路 | 第72-73页 |
| ·DSP 工作电路 | 第73页 |
| ·PCB 设计 | 第73-75页 |
| ·基于 FPGA 的时间数字转换器设计 | 第75-82页 |
| ·采用 FPGA 实现 TDC 的基本原理 | 第75-76页 |
| ·基于 FPGA 进位链的延时链设计 | 第76-79页 |
| ·编码单元的设计与实现 | 第79-82页 |
| ·FPGA 内部逻辑设计 | 第82-84页 |
| ·光子到达时间连续测量的设计 | 第84-86页 |
| ·电子学性能测试 | 第86-92页 |
| ·峰值保持电路的测试 | 第87-88页 |
| ·脉冲峰值采集精度的测试 | 第88-89页 |
| ·光子到达定时精度的测量 | 第89-90页 |
| ·时间测量精度的测量 | 第90-91页 |
| ·最大平均计数率与死时间 | 第91-92页 |
| ·本章小结 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-95页 |
| 第五章 时间分辨光子计数成像实验研究 | 第95-123页 |
| ·实验系统 | 第95-96页 |
| ·时间分辨光子计数成像理论模型 | 第96-102页 |
| ·软件设计 | 第102-112页 |
| ·实验结果及分析 | 第112-120页 |
| ·空间分辨率 | 第112-114页 |
| ·时间分辨率 | 第114-115页 |
| ·最大计数率 | 第115-116页 |
| ·暗计数率 | 第116-117页 |
| ·脉冲高度分布 | 第117-118页 |
| ·最小可探测光功率 | 第118-120页 |
| ·本章小结 | 第120-121页 |
| 参考文献 | 第121-123页 |
| 第六章 基于光子时空随机性的随机数提取实验 | 第123-142页 |
| ·光量子随机源研究现状概述 | 第123-125页 |
| ·随机数的随机性检测 | 第125-127页 |
| ·实验系统 | 第127-129页 |
| ·基于光子到达空间随机性的随机位提取 | 第129-131页 |
| ·基于光子到达时间随机性的随机位提取 | 第131-139页 |
| ·等时间间隔内探测到光子数的随机位提取 | 第131-133页 |
| ·相邻光子到达时间间隔大小的随机位提取 | 第133-136页 |
| ·光子到达时间编码随机位提取 | 第136-139页 |
| ·本章小结 | 第139页 |
| 参考文献 | 第139-142页 |
| 第七章 全文总结与展望 | 第142-145页 |
| ·全文总结 | 第142-144页 |
| ·工作展望 | 第144-145页 |
| 攻读博士学位期间发表论文目录 | 第145-146页 |
| 攻读博士学位期间专利申请目录 | 第146-147页 |
| 致谢 | 第147页 |