鲁东大学物理与光电工程学院——近代物理实验（Ⅱ）学号 姓名 班级 日期
单光子计数实验系统
1. 实验目的
（1）了解单光子计数器的结构和工作原理；
（2）学习用单光子计数系统检验微弱光信号的方法；
（3）研究鉴别电压对系统性能的影响，确定最佳鉴别电压（阈值）；
（4）了解光子计数器的信噪比，测试光子计数器的最低暗计数率和最小可检测光计数率；
2. 实验原理
2.1光子流量和光流强度
光具有波粒二像性，其粒子性特征物理量（能量E 和动量p ）与波动性特征物理量（频率ν和波长λ）的关系是
E =hv =hc /λ; p =h /λ=E /c （1）
式中h 是普朗克常量，c 是光速。
在弱光情况下，光的量子性特征明显，即光子。一束单色光可以看成是光子流，光子流量R （CPS ）定义为单位时间内通过某一截面的光子数(单位：秒-1，或Hz) ，光流强度是单位时间内通过某一截面的光能量E ，用光功率P 表示。单色光的光功率P 等于光子流量R 乘以单光子能量(本实验所用单色光500nm ，光子能量E=4×10-19J) ，即
P =RE （2）
测得入射光子流量R ，即可计算出相应的入射光功率P 。
表1光子流量R(CPS)和光功率P(W)之间的对应数值关系及检测方法
2.2单光子计数
在量子通讯、量子光学、生物化学发光分析等领域中，辐射光强度极其微弱，光子流量
为1~103，光电管的阴极受光照射产生光电子，经过多级倍增在阳极产生一系列分立的尖脉冲（光电子脉冲），再对脉冲进行放大、甄别后进行脉冲计数。脉冲的平均数量与光子流量成正比，在一定的时间内对光脉冲计数，便可检测到光子流量，这种测量光强的方法称为光子计数。实际的光电管中，入射光子是以一定概率（量子效率η）产生光电子，考虑到光电倍增管的量子效率η，可由脉冲计数率R p (CPS)换算出光子流量R
R =R p /η (CPS) （3）
光子计数器主要由光源、光阑筒、光电倍增管、放大器、甄别器、计数器等组成，图1.
图1单光子计数器原理
2.3光电倍增管PMT （Photo Multiplier Tub）
2.3.1光电倍增管的结构和工作原理
光电倍增管(PMT)是一种高灵敏度电真空探测器件，利用外光电效应把微弱的光输入转化为光电子, 并经过多级二次电子发射，使光电子获得倍增，实现微弱光的探测。光电倍增管的工作原理如图2所示。
2.3.2弱光时电倍增管输出信号的特征：光电子脉冲（单光子脉冲，单光电子脉冲）
在弱光下光电倍增管输出的光电子脉冲基本上不重叠，所以光子计数实际上是将光电子产生的脉冲逐个记录下来的一种探测技术。当然，从统计意义上说也是单光子计数。当光强降到10-16W 左右时，尽管光信号是由一连续发光的光源发出的，而光电倍增管输出的信号却是一个个离散的尖脉冲，光子流量与这些脉冲的平均计数率成正比。只要用计数的方法测出单位时间内的光电子脉冲数，就相当于检测了光的强度。
用高频示波器可以观察到光电倍增管输出信号波形。图3是用TDS 3032B 高频荧光示波器（300MHz ）观察到的光电倍增管输出信号经过放大器后的波形。当入射光功率Pi ≈10－11W 时，光电子信号是一直流电平并叠加有闪烁噪声（a ）；当Pi ≈10-12W 时，直流电平减小，脉冲重叠减小，但仍存在基线起伏（b ）；当光强继续下降到Pi ≈10-13W 时，基线开始稳定，重叠脉冲极少（c ）；当Pi ≈10-14W 时，脉冲无重叠，基线趋于零（d ）。
图3 不同光强下光电倍增管输出信号波形
2.3.5光电管热噪声与光电管脉冲高度分布（PHD ）
光电倍增管由于光阴极和各倍增极的热电子发射、光反馈、宇宙射线等，都会在阳极输出一个电脉冲，它与入射光的存在与否无关，称为暗电流脉冲（热噪声，暗计数），热噪声脉冲高度与光电子信号的脉冲高度有如下关系：
（1）倍增极热电子发射的脉冲高度小于光信号的脉冲高度，其脉冲数很大；
（2）光阴极热电子发射的脉冲高度等于光信号的脉冲高度，其脉冲数很少；
（3）宇宙射线激发输出的脉冲高度大于光信号的脉冲高度，其脉冲数很少。
光电倍增管输出的噪声、信号及信号加噪声的脉冲高度分布（PHD ），如图4所示。
热电子受倍增的次数比光电子少，因此它们在阳极上形成的脉冲大部分幅度较低。脉冲幅度较小的主要是热发射噪声信号，而光阴极发射的电子（包括热发射电子和光电子）形成的脉冲，它的幅度大部分集中在横坐标的中部，出现“单光电子峰”。适合光子计数用的光电倍增管在脉冲高度分布图上需要具备明显的单光子峰（在增加测量光强时会出现双光子峰）。由此提供了一个去除噪声脉冲的简单方法，即将光电倍增管的输出脉冲通过一个幅度
甄别器（见后），调节甄别器阀值V ，使V>V1，则可以甄别掉大部分噪声脉冲，而对信号脉冲来说，损失却是很小的，从而可以大大提高监测信号的信噪比。
图4光电倍增管的脉冲高度分布 图5甄别器的作用a 放大后b 甄别
2.3.6光子计数器的噪声，总计数Nt ，暗计数Rd ，光计数Np 及信噪比SNR
光电倍增管的主要噪声来自光电阴极和最初几个打拿极的热电子发射。光电倍增管阴极的冷却可以有效地降低暗计数，残留的暗计数可以认为是起因于PMT 材料的放射性衰变及宇宙射线。
泊松统计噪声: 用光电倍增管探测热光源发射的光子，相邻光子打到热阴极上的时间间隔t 是随机的，对于大量粒子服从泊松分布，即在探测到某个光子后的时间间隔t 内，探测到n 个光子的几率P （n ，t ）为
(ηRt ) n e -ηRt N n e -n
p (n , t ) == (4) n ! n !
其中，η是光电倍增管的量子效率，R 是平均光子流量（光子计数率）。N=ηRt是时间间隔t 内光电倍增管的光阴极发射的光电子平均数（平均光子计数）。
暗计数N d : 在没有入射光时，光电倍增管光阴极和各倍增极还有热电子发射，即暗记数。以R d 表示光电倍增暗计数率，N d =Rd t . 在相同的时间间隔t 内，分别测量背景计数N d 和总计数N t ，则信号计数为N p ，N d =Rd t ，光计数N p =Nt-Nd =ηRt，按误差理论，测量结果的信噪比为
SNR =N p =(N t -N d ) =η (5)
由以上噪声分析可见，为提高信噪比，可增加测量时间间隔t 。
2.5脉冲高度甄别器，光电管脉冲幅度分布积分曲线与微分曲线
脉冲高度甄别器的功能是鉴别输出光电子脉冲，弃除光电倍增管的热发射噪声脉冲。在甄别器内设有一个连续可调的参考电压——甄别电平V h 。如图5所示，当输出脉冲高度高于甄别电平V h 时，甄别器就输出一个标准脉冲；当输入脉冲高度低于V h 时，甄别器无输出。
图6为光电倍增管输出的脉冲计数率ΔR随脉冲幅度大小的分布。曲线表示脉冲幅度在（V ，V+ΔV）之间的脉冲计数率ΔR与脉冲幅度V 的关系，它与曲线（ΔR/ΔV）~V 有相同的形式。因此在ΔV取值很小时，这种幅度分布曲线称为脉冲幅度分布的微分曲线。
如果把甄别电平选在与图6中谷点对应的脉冲高度V h 上，这就弃除了大量的噪声脉冲，而对光电子脉冲影响较小，大大提高了信噪比。因此，V h 称为最佳甄别（阈值）电平。当用单电平的脉冲高度甄别器鉴别输出时，对应某一电平值V ，得到的是脉冲幅度大于或等于V
的脉冲总计数率，因而只能得到积分曲线（见图7），其斜率最小值对应的V 就是最佳甄别（阈值）电平V h ，在高于最佳甄别电平V h 的曲线斜率最大处的电平V 对应单光电子峰。从积分曲线可以得到微分曲线，具体方法见实验步骤2
图6光电倍增管脉冲幅度分布的微分曲线 图7光电倍增管脉冲幅度分布积分曲线
3实验仪器及参数
3.1 SGD-2单光子计数实验仪结构（图8）
光源:用高亮度发光二极管作光源，波长中心500nm ，半宽度30nm 。为提高入射光的单色性，仪器准有窄带滤光片，其半宽度为18nm 。
接收器:接收器采用CR125光电倍增管为接收器。实验采用半导体致冷器降低光电倍增管的工作温度，最低温度可达-20℃
图8 SGD-2单光子计数实验仪
3.2光路: 系统的光路（图9）
图9系统的光路
3.3弱光的控制和入射光功率的测量
为了控制入射光的光子流量，减小杂散光的影响和降低背景计数，在光电倍增管前设置了一个光阑筒，内设光阑三片。另外在筒的另一端有用来连接减光片的螺纹接口，实验中可
根据需要放置减光片、窄带滤光片等。主要本系统备有减光片4组，窄带滤光片1块，参数如下：
表2减光片、窄带滤光片参数(具体参数见仪器说明书）
为了标定入射到光电倍增管上的光功率P 0，本实验先用光功率计测出入射到半透半反镜上的光功率 P i ，并按光学方法计算P 0
P 0=At αKP i Ω1/Ω2 （6）
其中，A —窄带滤光片的透过率（衰减系数）（表2），T —减光片的透过率，如果有三个减光片，T=t1t 2t 3（表2），α=（1-x ）N ，N 为光路中镜片反射面数（只计窄带滤光片和减光片的数目，一片计两面），x 为光学元件反射率(一般为2%-5%，本实验取2%)，K —半透半反镜的透过率(为半透半反镜的透过率和反射率之比，SGD-2型单光子计数实验系统实验讲义（表) 2）。Ω1为功率计接收面积相对于光源中心所张的立体角，Ω2为光电倍增管前的光阑面积相对于光
222源中心所张的立体角。Ω1=πr r 1 = 3mm，S 1=128；Ω2=πr 22/S 2，r 2 = 1.5mm，S 2=480，1/S 1，
Ω1/Ω2=0.018
接收光功率P 0也可通过光子计数方法，按下式计算
P 0=E p ⋅R p /η （7）
E P 为本实验所用单色光子在500nm 处的能量E P =4×10-19J ，η=0.15是光电倍增管（CR125型）对500nm 波长光子的量子效率，R p 是光电子计数率（等于光计数N P 除以积分时间）。
4. 实验内容
4.1仪器准备。
（1）开启电脑主机和显示器，将GSD-2单光子计数实验系统（微弱光探测仪）USB 与电脑连接，打开外光路2的上盖，查看磁力表座及挡光筒是否放入光路中，在光阑筒右端，可根据需要放置减光片、窄带滤光片等。系统备有减光片4组，窄带滤光片1块，半透半反镜1块已安装好，参数见仪器说明书。
（2）开启GSD-2单光子计数实验仪“电源”（位于仪器的左侧），光电倍增管预热30分钟。
（3）开启“功率测量”在20μW 量程进行严格调零；开启“光源指示”，电流调到0，读出“功率测量”指示的P 值。
4.2测量光电倍增管输出脉冲幅度分布的积分曲线和微分曲线，确定并记录测量弱光时的最佳甄别电平（最佳阈值）V h 。
-14-16(1）选择光电倍增管输出的光电信号是分立尖脉冲的光源条件（功率10~10，见后面表3）。
运行“单光子计数”软件。在模式栏选择“阈值方式”；采样参数栏时间单位为毫秒，采样间隔和积分时间均为1000或1000。“高压”是指光电倍增管的工作电压，共有1～8档，一般先暂时选第8档，根据情况适当减小，见下面（2）。
(2）将范围栏的“起始点”和“终止点”设为0和40，在工具栏点击“开始”，开始采集数据，得到的是脉冲幅度大于或等于V 的脉冲总计数率，称为积分曲线。其斜率最小值处就是阈值电平V h 。实验中根据积分曲线图形的分布调整数值范围栏的“起始点”和“终止点”，一般情况下，再适当的调整光电倍增管的高压档次（6－8档范围）和微调入射光强，让积分曲线图形为最佳，见图6，图7，图10。
(3）在菜单栏点击“数据/图形处理”选择“微分”，选择与积分曲线不同的“目的寄存器”运行，就会得到与积分曲线色彩不同的微分曲线，其电平最低谷与积分曲线的最小斜率处相对应，在菜单栏点“读取数据”，从微分曲线上更准确的读出V h （ 10mV ）。
图10由积分曲线和微分曲线确定最佳阈值
(4）点击“信息”，输入每个“寄存器”对应的曲线名称、实验同学姓名，打印成PDF ，保存在电脑文件夹：近代物理实验。
5 实验图片
鲁东大学物理与光电工程学院——近代物理实验（Ⅱ）学号 姓名 班级 日期
单光子计数实验系统
1. 实验目的
（1）了解单光子计数器的结构和工作原理；
（2）学习用单光子计数系统检验微弱光信号的方法；
（3）研究鉴别电压对系统性能的影响，确定最佳鉴别电压（阈值）；
（4）了解光子计数器的信噪比，测试光子计数器的最低暗计数率和最小可检测光计数率；
2. 实验原理
2.1光子流量和光流强度
光具有波粒二像性，其粒子性特征物理量（能量E 和动量p ）与波动性特征物理量（频率ν和波长λ）的关系是
E =hv =hc /λ; p =h /λ=E /c （1）
式中h 是普朗克常量，c 是光速。
在弱光情况下，光的量子性特征明显，即光子。一束单色光可以看成是光子流，光子流量R （CPS ）定义为单位时间内通过某一截面的光子数(单位：秒-1，或Hz) ，光流强度是单位时间内通过某一截面的光能量E ，用光功率P 表示。单色光的光功率P 等于光子流量R 乘以单光子能量(本实验所用单色光500nm ，光子能量E=4×10-19J) ，即
P =RE （2）
测得入射光子流量R ，即可计算出相应的入射光功率P 。
表1光子流量R(CPS)和光功率P(W)之间的对应数值关系及检测方法
2.2单光子计数
在量子通讯、量子光学、生物化学发光分析等领域中，辐射光强度极其微弱，光子流量
为1~103，光电管的阴极受光照射产生光电子，经过多级倍增在阳极产生一系列分立的尖脉冲（光电子脉冲），再对脉冲进行放大、甄别后进行脉冲计数。脉冲的平均数量与光子流量成正比，在一定的时间内对光脉冲计数，便可检测到光子流量，这种测量光强的方法称为光子计数。实际的光电管中，入射光子是以一定概率（量子效率η）产生光电子，考虑到光电倍增管的量子效率η，可由脉冲计数率R p (CPS)换算出光子流量R
R =R p /η (CPS) （3）
光子计数器主要由光源、光阑筒、光电倍增管、放大器、甄别器、计数器等组成，图1.
图1单光子计数器原理
2.3光电倍增管PMT （Photo Multiplier Tub）
2.3.1光电倍增管的结构和工作原理
光电倍增管(PMT)是一种高灵敏度电真空探测器件，利用外光电效应把微弱的光输入转化为光电子, 并经过多级二次电子发射，使光电子获得倍增，实现微弱光的探测。光电倍增管的工作原理如图2所示。
2.3.2弱光时电倍增管输出信号的特征：光电子脉冲（单光子脉冲，单光电子脉冲）
在弱光下光电倍增管输出的光电子脉冲基本上不重叠，所以光子计数实际上是将光电子产生的脉冲逐个记录下来的一种探测技术。当然，从统计意义上说也是单光子计数。当光强降到10-16W 左右时，尽管光信号是由一连续发光的光源发出的，而光电倍增管输出的信号却是一个个离散的尖脉冲，光子流量与这些脉冲的平均计数率成正比。只要用计数的方法测出单位时间内的光电子脉冲数，就相当于检测了光的强度。
用高频示波器可以观察到光电倍增管输出信号波形。图3是用TDS 3032B 高频荧光示波器（300MHz ）观察到的光电倍增管输出信号经过放大器后的波形。当入射光功率Pi ≈10－11W 时，光电子信号是一直流电平并叠加有闪烁噪声（a ）；当Pi ≈10-12W 时，直流电平减小，脉冲重叠减小，但仍存在基线起伏（b ）；当光强继续下降到Pi ≈10-13W 时，基线开始稳定，重叠脉冲极少（c ）；当Pi ≈10-14W 时，脉冲无重叠，基线趋于零（d ）。
图3 不同光强下光电倍增管输出信号波形
2.3.5光电管热噪声与光电管脉冲高度分布（PHD ）
光电倍增管由于光阴极和各倍增极的热电子发射、光反馈、宇宙射线等，都会在阳极输出一个电脉冲，它与入射光的存在与否无关，称为暗电流脉冲（热噪声，暗计数），热噪声脉冲高度与光电子信号的脉冲高度有如下关系：
（1）倍增极热电子发射的脉冲高度小于光信号的脉冲高度，其脉冲数很大；
（2）光阴极热电子发射的脉冲高度等于光信号的脉冲高度，其脉冲数很少；
（3）宇宙射线激发输出的脉冲高度大于光信号的脉冲高度，其脉冲数很少。
光电倍增管输出的噪声、信号及信号加噪声的脉冲高度分布（PHD ），如图4所示。
热电子受倍增的次数比光电子少，因此它们在阳极上形成的脉冲大部分幅度较低。脉冲幅度较小的主要是热发射噪声信号，而光阴极发射的电子（包括热发射电子和光电子）形成的脉冲，它的幅度大部分集中在横坐标的中部，出现“单光电子峰”。适合光子计数用的光电倍增管在脉冲高度分布图上需要具备明显的单光子峰（在增加测量光强时会出现双光子峰）。由此提供了一个去除噪声脉冲的简单方法，即将光电倍增管的输出脉冲通过一个幅度
甄别器（见后），调节甄别器阀值V ，使V>V1，则可以甄别掉大部分噪声脉冲，而对信号脉冲来说，损失却是很小的，从而可以大大提高监测信号的信噪比。
图4光电倍增管的脉冲高度分布 图5甄别器的作用a 放大后b 甄别
2.3.6光子计数器的噪声，总计数Nt ，暗计数Rd ，光计数Np 及信噪比SNR
光电倍增管的主要噪声来自光电阴极和最初几个打拿极的热电子发射。光电倍增管阴极的冷却可以有效地降低暗计数，残留的暗计数可以认为是起因于PMT 材料的放射性衰变及宇宙射线。
泊松统计噪声: 用光电倍增管探测热光源发射的光子，相邻光子打到热阴极上的时间间隔t 是随机的，对于大量粒子服从泊松分布，即在探测到某个光子后的时间间隔t 内，探测到n 个光子的几率P （n ，t ）为
(ηRt ) n e -ηRt N n e -n
p (n , t ) == (4) n ! n !
其中，η是光电倍增管的量子效率，R 是平均光子流量（光子计数率）。N=ηRt是时间间隔t 内光电倍增管的光阴极发射的光电子平均数（平均光子计数）。
暗计数N d : 在没有入射光时，光电倍增管光阴极和各倍增极还有热电子发射，即暗记数。以R d 表示光电倍增暗计数率，N d =Rd t . 在相同的时间间隔t 内，分别测量背景计数N d 和总计数N t ，则信号计数为N p ，N d =Rd t ，光计数N p =Nt-Nd =ηRt，按误差理论，测量结果的信噪比为
SNR =N p =(N t -N d ) =η (5)
由以上噪声分析可见，为提高信噪比，可增加测量时间间隔t 。
2.5脉冲高度甄别器，光电管脉冲幅度分布积分曲线与微分曲线
脉冲高度甄别器的功能是鉴别输出光电子脉冲，弃除光电倍增管的热发射噪声脉冲。在甄别器内设有一个连续可调的参考电压——甄别电平V h 。如图5所示，当输出脉冲高度高于甄别电平V h 时，甄别器就输出一个标准脉冲；当输入脉冲高度低于V h 时，甄别器无输出。
图6为光电倍增管输出的脉冲计数率ΔR随脉冲幅度大小的分布。曲线表示脉冲幅度在（V ，V+ΔV）之间的脉冲计数率ΔR与脉冲幅度V 的关系，它与曲线（ΔR/ΔV）~V 有相同的形式。因此在ΔV取值很小时，这种幅度分布曲线称为脉冲幅度分布的微分曲线。
如果把甄别电平选在与图6中谷点对应的脉冲高度V h 上，这就弃除了大量的噪声脉冲，而对光电子脉冲影响较小，大大提高了信噪比。因此，V h 称为最佳甄别（阈值）电平。当用单电平的脉冲高度甄别器鉴别输出时，对应某一电平值V ，得到的是脉冲幅度大于或等于V
的脉冲总计数率，因而只能得到积分曲线（见图7），其斜率最小值对应的V 就是最佳甄别（阈值）电平V h ，在高于最佳甄别电平V h 的曲线斜率最大处的电平V 对应单光电子峰。从积分曲线可以得到微分曲线，具体方法见实验步骤2
图6光电倍增管脉冲幅度分布的微分曲线 图7光电倍增管脉冲幅度分布积分曲线
3实验仪器及参数
3.1 SGD-2单光子计数实验仪结构（图8）
光源:用高亮度发光二极管作光源，波长中心500nm ，半宽度30nm 。为提高入射光的单色性，仪器准有窄带滤光片，其半宽度为18nm 。
接收器:接收器采用CR125光电倍增管为接收器。实验采用半导体致冷器降低光电倍增管的工作温度，最低温度可达-20℃
图8 SGD-2单光子计数实验仪
3.2光路: 系统的光路（图9）
图9系统的光路
3.3弱光的控制和入射光功率的测量
为了控制入射光的光子流量，减小杂散光的影响和降低背景计数，在光电倍增管前设置了一个光阑筒，内设光阑三片。另外在筒的另一端有用来连接减光片的螺纹接口，实验中可
根据需要放置减光片、窄带滤光片等。主要本系统备有减光片4组，窄带滤光片1块，参数如下：
表2减光片、窄带滤光片参数(具体参数见仪器说明书）
为了标定入射到光电倍增管上的光功率P 0，本实验先用光功率计测出入射到半透半反镜上的光功率 P i ，并按光学方法计算P 0
P 0=At αKP i Ω1/Ω2 （6）
其中，A —窄带滤光片的透过率（衰减系数）（表2），T —减光片的透过率，如果有三个减光片，T=t1t 2t 3（表2），α=（1-x ）N ，N 为光路中镜片反射面数（只计窄带滤光片和减光片的数目，一片计两面），x 为光学元件反射率(一般为2%-5%，本实验取2%)，K —半透半反镜的透过率(为半透半反镜的透过率和反射率之比，SGD-2型单光子计数实验系统实验讲义（表) 2）。Ω1为功率计接收面积相对于光源中心所张的立体角，Ω2为光电倍增管前的光阑面积相对于光
222源中心所张的立体角。Ω1=πr r 1 = 3mm，S 1=128；Ω2=πr 22/S 2，r 2 = 1.5mm，S 2=480，1/S 1，
Ω1/Ω2=0.018
接收光功率P 0也可通过光子计数方法，按下式计算
P 0=E p ⋅R p /η （7）
E P 为本实验所用单色光子在500nm 处的能量E P =4×10-19J ，η=0.15是光电倍增管（CR125型）对500nm 波长光子的量子效率，R p 是光电子计数率（等于光计数N P 除以积分时间）。
4. 实验内容
4.1仪器准备。
（1）开启电脑主机和显示器，将GSD-2单光子计数实验系统（微弱光探测仪）USB 与电脑连接，打开外光路2的上盖，查看磁力表座及挡光筒是否放入光路中，在光阑筒右端，可根据需要放置减光片、窄带滤光片等。系统备有减光片4组，窄带滤光片1块，半透半反镜1块已安装好，参数见仪器说明书。
（2）开启GSD-2单光子计数实验仪“电源”（位于仪器的左侧），光电倍增管预热30分钟。
（3）开启“功率测量”在20μW 量程进行严格调零；开启“光源指示”，电流调到0，读出“功率测量”指示的P 值。
4.2测量光电倍增管输出脉冲幅度分布的积分曲线和微分曲线，确定并记录测量弱光时的最佳甄别电平（最佳阈值）V h 。
-14-16(1）选择光电倍增管输出的光电信号是分立尖脉冲的光源条件（功率10~10，见后面表3）。
运行“单光子计数”软件。在模式栏选择“阈值方式”；采样参数栏时间单位为毫秒，采样间隔和积分时间均为1000或1000。“高压”是指光电倍增管的工作电压，共有1～8档，一般先暂时选第8档，根据情况适当减小，见下面（2）。
(2）将范围栏的“起始点”和“终止点”设为0和40，在工具栏点击“开始”，开始采集数据，得到的是脉冲幅度大于或等于V 的脉冲总计数率，称为积分曲线。其斜率最小值处就是阈值电平V h 。实验中根据积分曲线图形的分布调整数值范围栏的“起始点”和“终止点”，一般情况下，再适当的调整光电倍增管的高压档次（6－8档范围）和微调入射光强，让积分曲线图形为最佳，见图6，图7，图10。
(3）在菜单栏点击“数据/图形处理”选择“微分”，选择与积分曲线不同的“目的寄存器”运行，就会得到与积分曲线色彩不同的微分曲线，其电平最低谷与积分曲线的最小斜率处相对应，在菜单栏点“读取数据”，从微分曲线上更准确的读出V h （ 10mV ）。
图10由积分曲线和微分曲线确定最佳阈值
(4）点击“信息”，输入每个“寄存器”对应的曲线名称、实验同学姓名，打印成PDF ，保存在电脑文件夹：近代物理实验。
5 实验图片