2005年,我开始尝试用光电二极管来检测荧光,尽管选择了当时性能最好、自带前置放大器的光电二极管(都是日本、英国公司的产品),但距离理想的灵敏度还有2个数量级的差距粗纤维测定仪价格。从那时起,我开始构思如何提高光电二极管的检测灵敏度。借鉴我在气相色谱微型热导检测器研制上的成功经验,将思路放在降低噪音和漂移上,而不是提高增益上。我在研制气相色谱的热导检测器时,国际上都是通过提升其热敏丝的温度来提高检测器的灵敏度。但我反其道而行之,不去提升它的响应值,而是通过降低检测器的噪音,优化信噪比,再配合一个低噪音低漂移前置放大器来提升灵敏度。所研制的微池热导检测器的灵敏度在当时可以比肩国外公司的产品。我当时的实验室条件无法提高光电二极管的响应值,很自然地想到通过降低噪音来提高信噪比。 我首先考虑了光电材料界面以及连接导线界面的热电偶和接触电阻对噪音和温度漂移的影响,后来想出了抵消这个影响的方案。经过数年努力,到2012年时对弱光的检测下限达到了雪崩二极管的检测灵敏度,同时线性范围达到了5个数量级,比雪崩二极管宽2个数量级粗纤维测定仪价格。这时我决定启用团队力量,集中力量攻关,2013年达到用PMT的进口名牌荧光检测器灵敏度的1/4水平,也就是PMT增益在4千左右的水平。耿旭辉2013年博士毕业后加入我们团队继续研制荧光检测器并加入微光探测器攻关。到2014年底,我们的微光探测器噪音、漂移比常规光电二极管降低了两个数量级,不仅检测灵敏度达到PMT增益在2万的而水平,而且动态范围延申了2个数量级,达到近6个数量级。2015年底实现了微光探测器产业化并开始推广销售。团队用简单、低成本的方式实现了弱光信号的高灵敏检测,解决了卡脖子难题,使国内微光探测器不再单纯依赖于进口光电器件,同时也克服了光电倍增管和雪崩二极管线性范围窄的问题。
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