光子和电子的区别范文第1篇

关键词： 单光子计数系统； 信噪比； 噪声； 弱光信号

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0167?04

光子计数技术是检测微弱光信号的一种技术。目前，单光子计数系统在环保检测、生物医学、放射探测、激光测量、化学分析等领域有着广泛的应用。当光功率低于10-14 W，激发出来的光信号将会是离散的光子脉冲。若仅仅用一般的光电探测器几乎无法实现将微弱的光信号探测出来并进行量化处理。此时，用一般的直流测量法，已不能把淹没在噪声里的有用信号有效地提取出来。为了实现精确的检测、提高信号抗干扰能力，需要有从噪声中提取、恢复和增强被测信号的技术[1]。本文用的单光子计数系统可以把淹没在噪声里的微弱光信号提取出来，检测光源（发光二极管）的光子分布。

2 单光子计数系统原理、计数性质

3 单光子计数系统的构成

3.1 光电倍增管PMT

PMT由光阴极、聚焦极、倍增极和阳极构成。性能优良的PMT，光谱响应特性好，时间响应快，光阴极的稳定性好，工作波段内的量子效率高，暗计数低[3]。由于PMT的偏置电压对非线性和信号电流的增益有很大的影响，因此为了使PMT有较好的灵敏度，减少噪声的影响，需要精心选择它的最佳偏置电压。选取依据是PMT的信号计数、暗计数和偏置电压的关系曲线如图4所示，由于信号计数曲线有一平坦的坪区，而暗计数曲线则处于连续上升的趋势，当信号计数曲线开始进入坪区时，信噪比SNR最大，此处的偏压是最佳偏置电压[4]。

3.2 放大器

为实现光子计数功能，双阈值甄别器达到的要求是死区时间短，甄别电平范围灵活可调，输出的脉冲输出幅度、宽度达到后续脉冲计数电路的需要。

3.4 计数器

4.2 背景计数

PMT的光阴极、各倍增极的热电子发射在信号检测中产生在没有入射时的背景计数，即暗计数。暗计数还包括杂散光的计数。面积较小的光阴极管的选择、管子的工作温度的降低以及适当甄别电平的选择，可降低暗计数率到最小，不过对于极微弱的光信号，这种噪声源仍不可忽略。若PMT的第一倍增极增益很高，甄别器已经去除各倍增极和放大器的噪声，则上述信号的噪声成分由于暗计数增加至信噪比为若在光信号累记计数中暗计数保持不变，则从实际计数中扣除它很容易。

4.4 脉冲堆积效应

分辨时间是可以区分两相继发生的事件的最短时间间隔，计数系统的分辨时间主要由PMT的分辨时间和甄别器的死时间决定。PMT的分辨时间通常在10～40 ns之间，在分辨时间内，当相继有两个或者两个以上的光子入射到光阴极，它们的时间间隔小于，PMT只输出一个脉冲，于是单位时间内光电子脉冲的输出计数率比入射到光阴极上的光子数少。与此类似的是，若在死时间内输入脉冲，甄别器输出计数率也会损失。上面这样的现象叫做脉冲堆积效应。若光子计数系统由高速的甄别器、计数器构成，极限光子流量约为109 s-1，因存在脉冲堆积效应，含有多个光子的超短脉冲光的强度光子计数器不能测量。

5 实验结果及数据分析

实验装置光路如图7所示。在测量实验中，计数时间设作500 s，光源（发光二极管）的电流调为最小，测量500次，通过计算机获得采样数据，求出光子数的平均值和方差，同样光子数出现的次数统计出来，除以测量的总次数，算出该光子数的几率，然后以横坐标表示光子数，纵坐标表示光子数几率，做出光子数的分布曲线，与理论的泊松分布曲线进行比较，检查测量数据是否符合理论的泊松分布，判断计数系统的稳定性。

6 结 语

本文介绍了微弱光检测技术，了解了单光子计数系统基本原理、基本实验技术，通过实际的实验，观察和对比发光二极管的实际光子数分布与理论的泊松分布的本质区别，加深了对光子数概率分布规律的理解。

参考文献

[1] 吴丽君.用单光子计数系统检测微弱光信号[J].大学物理实验，2011（3）：23?25.

[2] 刘桂芳，熊狂炜，刘文操.单光子计数系统的研究[J].高师理科学刊，2011，31（2）：67?70.

[3] 王挺峰.提高PMT光子计数系统探测灵敏度的方法[J].光机电信息，2009，26（3）：37?42.

[4] KAWASAKI Y， BERTAINA M E， SAKAKI N， et al. Performance of a multi?anode photomultiplier employing a weak electrostatic focusing system [J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A， 2006， 564（1）： 378?394.

[5] 战琳，王艳芳.单光子实验的测试与研究[J].唐山学院学报，2009，22（3）：81?82.

光子和电子的区别范文第2篇

近年来小区宽带化越来越热，多家电信和非电信运营商在"最后一公里"上争夺激烈。宽带网络正以前所未有的速度向前高速发展，丰富的业务提供形式和接入方式层出不穷。各种新兴的技术和运营方式的不断出现，目前小区宽带接入主要有以太网接入，ADSL，HFC三种主流技术，本文介绍几种采用FTTBLAN基于以太网技术宽带小区的布线解决方案…

关键词：FTTBLAN小区布线

近年来小区宽带化越来越热，多家电信和非电信运营商在"最后一公里"上争夺激烈。宽带网络正以前所未有的速度向前高速发展，丰富的业务提供形式和接入方式层出不穷。各种新兴的技术和运营方式的不断出现，目前小区宽带接入主要有以太网接入，xDSL，HFC三种主流技术，以下介绍几种采用FTTBLAN基于以太网技术宽带小区的布线解决方案。

根据各种住宅小区的实际情况，小区内部住宅楼大致可分为以下几种情况：

1.建设情况可分为：规划小区、在建小区、已建成小区。

2.按照住宅结构分类可分为：多层建筑、小高层建筑、高层建筑。

3.按照小区结构分类可分为单体建筑和建筑群。

根据小区建设的实际情况，小区网络布线可以分为两大类：规划、在建小区布线和已经建成小区改造布线，而后一种情况较为常见。

类型多层小高层高层

层数6～89～1215以上

一、高层楼的解决方案（含有可利用的弱电竖井的小高层楼）

高层楼一般都有可以利用的弱电竖井，并且有连通的地下室，这种情况比较好解决。

用户转接盒（如进户则为信息插座）：若在建楼盘有预埋管可考虑直接入户，若是已建成大楼可采用用户转接盒（TP）做在用户门口，待用户申请时再入户。如果弱电竖井中，明显有可以利用已有的管槽进户时，可以考虑将转接盒安装于弱电竖井中，将来用户开通时再通过弱电井中已有的管槽进户；

水平电缆：水平电缆垂直段的铺设，可利用原有的弱电线槽，确实因实际情况而不能利用原有线槽时，考虑重新安装专用（于宽带网络）的线槽，线槽的大小根据实际的需要来定，水平电缆水平段（楼层内）的铺设，这种情况下，可以使用小线槽，也可以采用PVC管。安装的方式采用PVC管做到竖井中（或住户门口）的用户转接盒。水平电缆的铺设，可以将子配线间放在某一层，所有的五类电缆均向上（或下）一个方向引到终端；也可以将子配线间放在某一层，所有的五类电缆均向上、下沿两个方向引到终端。

楼层子配线间（楼层机箱）：楼层子配线间是主干光缆和水平五类电缆的交汇点，是将来安装交换设备、检修和维护的场所。确认楼层机箱数量和位置时应考虑水平电缆的长度要符合布线标准。

主干光缆：光缆可以选用单模光缆或多模光缆；光缆全部走室内的选用室内光缆、部分或全部走室外的选室外光缆；一栋高层中通常会有几个楼层子配线间，这几个子配线间的主干光缆是全部从中心机房直接布放过来，还是从该高层楼的子配线间中的第一个子配线间续接过来，视具体情况而定，如果主机房离该楼不远，可以考虑将所有子配线间的光缆从主机房直接布放过来；如果主机房离该楼比较远，则应考虑将该大楼的主干光缆（大芯数）从主机房直接布放过来到该楼的第一个配线间机柜（通常是最底下的一个），然后在该配线间将光缆续接到其它配线间。

小区中心机房：对于高层楼的小区机房一般选择在地下室或架空设备层中。

对于选定的还未装修的小区中心机房的要求一般有电源、面积、温湿度、电磁屏蔽等。至于小区的消防应纳于大楼的统一规划范围，由物业或发展商协调在机房内增加一个消防探测点；机房的接地方面可以利用小区的联合接地体，或单独建设机房的接地。 二、多层楼的解决方案（含没有弱电竖井的小高层楼）

用户转接盒（如进户则为信息插座）：若在建楼盘有预埋管可考虑直接入户，若是已建成大楼可采用用户转接盒（TP）做在用户门口，待用户申请时再入户。

水平电缆：对于多层楼的水平电缆的布放问题，大致的做法是：在楼内同一单元部分通过主干立管或槽引到各层，再经水平管槽引到各安装点。如果不同单元之间集中管理，这样在不同单元之间所走的五类电缆较多，此时则要通过走架空层的水平管（或埋墙脚的水平管做户外防水施工）。

如果不同单元之间的走级连光（电）缆，此时则要通过走外墙的水平管（或埋墙脚的水平管），也可以走室外已有的管井及管道。

单元间子配线间（单元内机箱）：多层楼每个单元一个机箱或每栋楼一个机箱。

单元间主干：不同单元之间的住户电缆能集中管理的最好集中到一个或几个单元子配线间管理，以节约布线及网络设备的成本，但由于现场的实际情况不同，可能在现场确实无法解决集中管理的问题，这时考虑在每个单元里放置一个配线箱，而到楼的光缆（也许芯数有多有少）通常只会有一根主干光缆，这样存在其它单元与到此楼的光纤节点采取什么办法连接的问题，可以有几种办法来解决这个问题：

1、不同单元之间采用室外（或室内：视环境情况而定）五类线级连，要走室外手井时选用室外五类线，走外墙到另个一个单元时，可以考虑使用室内五类线。这种情况只有在各单元户数比较少的情况下才具有比较经济的投资使用率。

2、不同单元之间采用光缆级连，布线方式采用走室外手井或走外墙或在楼顶架空到另个一个单元（或楼）。做法是：光缆到楼的某个单元后，接上尾纤，从其它单元到此单元也布放光缆，两端也融上尾纤，网络解决方式由多端口光纤交换机来完成，这种情况在各单元户数比较多的情况下采用才具有比较经济的投资使用率。

3、不同单元之间采用光缆分续接的方式，布线方式采用走室外手井或走外墙或在楼顶架空到另个一个单元（或楼）。做法是：大芯数光缆到楼的某个单元后，留几芯本单元用，从其它单元到此单元也布放小芯数光缆，把大芯数光缆分续接过去，网络解决方式由主机房的中心光纤交换机来完成，这种情况在各单元户数比较多的情况下采用才具有比较经济的投资使用率。而且从光缆的使用情况上统计，成本可以控制，（光缆续可以考虑在单元配线间即机箱中续接，或用光缆分支头来分续接光缆到不同的单元（或楼）。

主干光缆：因为多层楼的特点，多层楼的小区主干光缆比较多，而且小区的住房也比较分散，所以从节约成本及优化设计的角度考虑，在比较分散的大型多层或高层、多层混合型的住宅就要考虑大芯数光缆的使用，通常的做法：大芯数的主干光缆布放到小区的某个片，通过光缆分支做出小芯数的光缆到各楼栋配线间。

主干光缆的转接应尽量考虑在楼内做，或采取用室外光缆分支头的方法来做。

小区中心机房：对于只有多层楼小区的机房一般选择在架空层或地下室中，小区机房的选择尽量选择在环境相对较好的地方，具体选择时要考虑的因素参考计算机机房的设计标准。如没有机房条件的小区，可考虑采用室外机箱的方案。

其它要求与高层楼一样。

三、别墅区的解决方案（密集式、分散式）

别墅区的特点是户数少，住户分散，入住率低，投资成本高，但住户层次高。

主要有几类别墅：单户型、双户型、多户型。

1、单户型：一栋一套，特点：无共用通道及共用照明；解决办法：

一是在别墅群里设一室外光缆转接箱，从主机房引一大芯数光缆到此转接箱，然后分接四芯光缆到每栋户；--成本太高，目前一般不采用；

二是在别墅群的某一套内设一挂墙机柜，从主机房引一四芯光缆到此机柜，然后用室外五类线分接到每栋楼的住户；--成本较低，但要解决机柜安装位置问题及机柜内的供电问题。建议采用。

2、双户（或四户）型：一栋两（四）套，特点：有共用通道及共用照明；解决办法：

在别墅群的某一栋的公共通道内设一挂墙机柜，从主机房引一四芯光缆到此机柜，然后用室外五类线分接到每栋楼的住户；--成本较低，可以解决机柜安装位置问题，要协调机柜内的供电问题。

3、多户型：一栋多套（可能有几个单元），特点：有共用通道及共用照明；解决办法：

一是在别墅群的某一栋的其中一个单元内设一挂墙机柜，从主机房引一根四芯光缆到此机柜，然后用室外（或室内）五类线分接到该栋楼的其它单元的住户；--成本较低，可以解决机柜安装位置及机柜内的供电问题。

二是在别墅群的某一栋的其中一个单元内设一挂墙机柜，从主机房引一根四芯光缆到此机柜，然后用室外（或室内）五类线分接到该栋楼的其它单元的住户和其它栋楼的各住户（走室外双绞线）；--成本较低，可以解决机柜安装位置及机柜内的供电问题。

用户转接盒（如进户则为信息插座）：如果不进户，采用每户安装一个专用转接盒的方式；如果业主或发展商有要求进户，可优先考虑：书房>小孩房（小房）>主卧>客厅。

水平电缆：水平电缆走在户外部分走已有的管沟或新建的管沟；楼内电缆明装到用户转接盒或进户，或穿原有的弱电管进户。对于同一栋楼户数较多的别墅，也要做立管或线槽，此点与多层楼的解决方案一样，打穿楼板做立管或线槽。

单元间子配线间（单元内机箱）：对于户型较少的别墅楼栋，最好在别墅群内几个相对密集的地方设几个挂墙机箱，五类线从此机箱分接到其它楼栋的住户。对于一栋楼别墅户数较多的情况，也可以考虑每栋楼或每单元设一个挂墙机箱。

单元间主干：在一栋别墅楼有多个单元时，可能会考虑每个单元设一个子配线间，这样会存在单元之间的连接问题：可以采用前面所讲的光缆续接的方式，也可以采用室外（或室内）电缆级连的方式，或采用光缆级连的方式(因为涉及到光缆、设备成本方面的原因，不推荐。)

主干光缆：别墅区比较大的情况下，可以采用在别墅群里设一室外光缆转接箱的办法，从主机房引一大芯数光缆到此转接箱，然后用四芯光缆分接下去到各楼栋配线箱的办法；

小区中心机房：选择的情况和条件与前所述一样，如果没有公共地方可有用作机房时，也可考虑发展商提供地方，由自己建设一个机房或设置室外机箱。

四、进户与不进户的施工方式问题

1、旧楼改造工程，无特殊情况均推荐不进户的施工方式，只安装用户转接盒。如果要求进户，放在开通时再做。

2、还未建设，只处于规划设计中的小区，由于所有管道都在设计阶段，此时规划小区宽带网络布线时，应将宽带布线所有水平管道、立管、桥架、线槽等一次规划到位。

所用到的术语

FTTB:FiberToTheBuilding(光纤到楼)

LAN:LocalAreaNetwork（局域网）

ADSL:AsymmetricalDigitalSubscriberLoop(非对称数字用户环线)

光子和电子的区别范文第3篇

信息技术特别是互联网技术的飞速发展与普及，正深刻改变着人们的工作和生活方式。小区宽带局域网络能提供给小区住户以经济、高速、稳定、完整的INTERNET服务，诸如浏览网页、收发E-MAIL、网络聊天、网络游戏等INTERNET提供的各项功能与服务。

关键词

INTERNET 信息技术 结构化布线EIA/TIA568标准 城域网数字光纤通讯光信息

一 系统设计说明

随着信息技术、计算机网络技术的迅猛发展和广泛普及，越来越多的家庭通过Internet或Intranet来获得信息和资讯。中国互联网发展统计报告：我国网民数居世界第二。以下是过去几年我国上网的人数统计：

为适应信息社会发展的客观需要，拓展业务，本文针对信息化小区单项工程进行一阶段设计。

现模拟3个信息化小区的设计，以说明现代化信息化小区网络设计、建设的步骤及原理。本设计模拟的3个信息化小区分别为：恒达花园、半江花园、成业大厦3个小区/大厦的综合布线，园区IDF/MDF至楼/大厦内各户信息点的水平电缆布放、成端等工作；

二 综合布线系统结构

2.1各种线型的特点

结构化布线系统是根据各节点的地理分布情况、网络配置情况和通信要求，安装适当的布线介质和连接设备，使整个网络的连接、维护和管理变得简单易行。

根据目前企业的具体情况，大楼内水平子系统中的语音与数据布线全部采用超五类8芯非屏蔽双绞线，支持100M快速以太网和155/622M ATM连接。垂直干线系统采用大对数电缆；配线管理系统采用110AB型背架式配线架。

2.2布线系统

布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络。根据EIA/TIA568标准，建筑物综合布线系统分为六个子系统：工作区子系统、水平布线子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统、建筑群子系统。通讯和数据处理的各种需求确定了所需的子系统。从理论上讲，大型通信系统可能需要用铜介质和光纤介质把全部上述子系统集成在一起。

2.2.1工作区子系统

工作区布线子系统由终端设备连接到信息插座的连线(或软线)组成，它包括装配软线、适配器和连接所需的扩展软线，并在终端设备和I/O之间搭桥。上述子系统集成在一起。

2.2.2水平布线子系统

水平子系统的作用是将干线子系统线路延伸到用户工作区，水平子系统区别于干线子系统的区别是：水平布线系统处于同一楼层，并端接在信息插座或区域布线的中转点上。水平布线子系统一端端接于信息插座上，另一端端接在干线接线间、卫星接线间或设备机房的管理配线架上。

2.2.3管理子系统

管理子系统由交连、互连和配线架和信息插座式配线架以及相关跳线组成。管理点为连接其它子系统提供连接手段。交连和互连允许你将通信线路定位或重新定位到建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信线路。

通过卡接或插接式跳线，交叉连接允许你将端接在配线架一端的通信线路与端接于另一端配线架上的线路相连。插入线为重新安排线路提供一种简易的方法，而且不需要安装跨接线时使用的专用工具。

2.2.4干线子系统

干线子系统是建筑物内网络系统的中枢，该子系统把公共系统设备互连起来，由它将各楼层的水平子系统联系起来。它提供建筑物的干线(馈电线)电缆的路由。通常由垂直大对数铜缆或光缆组成，它的一端端接于设备机房的主配线架上，另一端通常端接在楼层接线间的各个管理分配线架上。

2.2.5设备间子系统

设备间子系统由设备间中的跳线电缆、适配器组成，它把中央主配线架与各种不同设备互连起来，如PBX，网络设备和监控设备等与主配线架之间的连接。通常该子系统设计与网络具体应用有关，相对独立于通用的结构布线系统。

2.2.6建筑群子系统

建筑群子系统将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。它是整个布线系统中的一部分(包括传输介质)并支持提供楼群之间通信设施所需的硬件，其中有导线电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备。

2.3干线子系统设计

设备间至各个楼宇的IDF之间采用单模光缆布线。

三 网络系统部分

3.1小区网络构成

小区地处市中心区繁华地带，占地面积4万平方米，建筑面积约15万平方米，由8幢3至30层豪华大型住宅大厦组成，其中一二层是商铺或者娱乐场所。共计448户住房。

项目为恒达花园信息化小区结构化综合布线系统。依据需求计划，以及对网络传输速度和带宽的要求，结合实际情况，布线需求分析：信息化小区结构化综合布线系统采用水平超五类，以支持现阶段的 10／100M 交换到桌面以及将来的 1Gbps 以太网和到桌面的完全的550MHz 宽带视频传输，建筑群子系统采用室内多芯多模光纤。信息点的具体如表3-2。

3.2小区城域网分层

小区城域网分三个层次:骨干层,汇接层和接入层.骨干层部署在中心局,以星形方式通过光纤网络与汇接层节点连接,汇接层节点部署在小区的中心机房或模块局.接入部分主要通过综合布线系统,利用光纤和五类线覆盖小区或大楼,为用户提供10M的以太网接入端口 。

3.2.1骨干层

骨干层的作用是把多个汇接层连接起来,用户的数据流通过汇接层出口上行到骨干网络上,通过骨干网获取他们需要的业务.骨干层部署在各中心局,以星形方式通过光纤网络与汇接层节点连接。

3.2.2汇接层

汇接层的作用是汇聚接入层上连接的用户流量,并提供安全性保证.汇接层设备将安装在与小区的中心机房或较近的模块局内,通常采用第三层交换机. 小区汇接层交换机放置于小区机房/MDF机箱内，通过新布6芯单模光纤连接至城域网中。

3.2.3接入层

接入层的作用是提供用户接入.接入部分主要通过综合布线系统,利用光纤和五类线覆盖大楼,为用户提供10M的以太网接入端口。在小区住宅楼内一般放置较低档的10M以太网交换机，为每个用户提供独享的10M带宽。接入层交换机放置于各栋楼梯间IDF内，通过单模光纤上联至汇接层交换机，因本期工程选型的交换机均不具有光接口，因此，光纤与交换机间需配置100M Base Tx >100M Base Fx光电转换器进行转接。

3.3系统的设计

对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任务是，根据用户对传输距离和传输容量（话路数或比特率）及其分布的要求，按照国家相关的技术标准和当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算，选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使系统的实施达到最佳的性能价格比。

在技术上，系统设计的主要问题使确定中继距离，尤其对长途光纤通信系统，中继距离设计是否合理，对系统的性能和经济效益影响很大。

中继距离的设计有三种方法：最坏情况法（参数完全已知）、统计法（所有参数都是统计定义）和半统计法（只有某些参数是统计定义）。这里我们采用最坏情况设计法，用这种方法得到的结构，设计的可靠性未100％，单要牺牲可能达到的最大长度。

中继距离受光纤线路损耗和色散（带宽）的限制，明显随传输速率的增加而减小。中继距离和传输速率反映着光纤通信系统的技术水平。

3.3.1光纤损耗

由于损耗的穿传在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小。光纤的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离。

光纤损耗包含：吸收损耗和散射损耗两部分。

3.3.2光纤色散

色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。

色散是光纤的一个重要参数。降低光纤的色散，对增加通信容量，延长通信距离，发展，高速40Gb/s光纤通信和其它新型光纤通信技术都是至关重要的。

光纤的色散主要由两方面引起：一是光源发出的并不是单色光；二是调制信号有一定的带宽。实际光源发出的光不是单色的，而是有一定的波长范围。这个范围就是光源的线宽。在对光源进行调制时，可以认为信号是按照同样的方式对光源谱线中的每一分量进行调制的。一般调制带宽比光源窄得多，因而可以认为光源的线宽就是已调信号带宽，但对高速和线宽极窄的光源，情况不一样。进入光纤中去的是一个调制了的光谱，如果是单模光纤，它将激发出基模；如果是多模光纤，则激发出大量模式。由此可以看出，光纤中的信号能量是由不同的频率成分和模式成分构成的，它们有不同的传播速度，从而引起比较复杂的色散现象。

3.3.3中继距离

如果系统传输速率较低，光纤损耗系统较大，中继距离主要受光纤线路损耗的限制。这种情况下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即

上式中， 为平均发射功率（dBm）， 为接收灵敏度（dBm）， 为连接器损耗（dB/对）， 为系统余量（dB）， 为光纤损耗系数（dB/km）,为每km光纤平均接头损耗（dB/km）,为每km光纤线路损耗余量（dB/km）,L为中继距离（km）。

由于三个小区的距离都小于L，所以在传输中不需要中继器。

四 光缆部分

4.1光纤传输原理

光纤传输原理是：模拟电信号传给光发射机，经信号缓冲电路和驱动电路，将输入的电压信号转变成电流信号，驱动发光管或者激光器。这样，输入的电信号转换成光信号，通过精确光对准和引导，耦合进入光纤。光信号经光纤传输后，在接收端光信号被一个波长相配的光电二极管转换成原来的电子源，经低噪声线性放大器放大后再输出。

光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素。光纤电缆信号长距离传输的最好选择，光纤传输是一种基于光电转换取代电子传输的技术手段。

通信光纤是有石英玻璃或蒴料或其他导光材料组成的导光维。简言之，光纤可用来传输光信息的光波导，其导光原理是光信息在高折射率的纤芯和低折射率的包层所构成的光波导中传输。

4.2光缆路由选择

光子和电子的区别范文第4篇

1、当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

2、不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。

3、常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。

（来源：文章屋网 ）

光子和电子的区别范文第5篇

关键词：单光子电离； 飞行时间质谱仪； 主成分分析； 鉴别

1 引 言

酒是人类饮用史最长的一种植物发酵饮品，其主要成分为乙醇，目前市场上有些不法厂商为了牟取暴利，经常用水或工业酒精（含甲醇）勾兑假酒。甲醇是一种对人体有害的物质，主要危害人的神经系统，轻度中毒表现为头痛、恶心、视力模糊等，严重中毒可导致失明甚至死亡[1]，因此，迫切需要建立一种能快速、准确地区分真假酒的方法，以维护广大消费者的权益。

目前，用于酒类检测的方法有高效液相色谱法（HPLC）[2]、气相色谱-质谱联用法（GC-MS）[3]、紫外可见分光光度法[4]、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）[5]、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[6]、基质辅助激光解析飞行时间质谱法（MALDI-TOF-MS）[7]等。色谱法已成为常规分析方法，但操作繁琐、耗时长，不能满足快速检测的需要。UV-VIS等光谱法虽然方法简单，仪器成本低，但缺乏准确的定性能力。ICP-MS和MALDI-TOF-MS等质谱法可同时对多种元素检测，但容易产生碎片离子峰，谱图复杂，很难获得目标化合物的分子离子信号。

飞行时间质谱与传统四极杆和磁质谱检测器相比，具有质量范围宽、灵敏度高、分析速度快、全谱检测等优点[8]。单光子电离（SPI）技术是一种基于真空紫外光阈值电离原理，将电离能低于光子能量的样品分子电离为分子离子的“软”电离技术，具有分子离子丰度高，碎片离子峰少，谱图简单等特点，易于实现有机化合物的原位在线分析[9]；且SPI与TOF联用，不受样品湿度等外界条件的干扰，从而降低了仪器的背景噪声，提高了信噪比[10]。目前，SPI-TOF-MS已成功应用于汽车尾气分析[11]、石油组分分析[12] 等领域。

本研究采用单光子电离飞行时间质谱法（SPI-TOF-MS），利用密封顶空进样方式并结合主成分分析（PCA），在无需样品预处理的条件下，建立了快速、准确地鉴别酒真假的新方法。本方法进样稳定且响应时间短，为酒类等挥发性有机物（VOCs）的快速检测提供了技术支持。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

SPIMS-1000在线挥发性气体质谱仪（广州禾信分析仪器有限公司）。

茅台（贵州仁怀茅台国宝酒厂）；四特（江西樟树四特有限责任公司）；红星二锅头（北京红星股份有限公司）；白兰地（烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司）；中国劲酒（湖北黄石劲牌有限公司）；无水乙醇（色谱纯）；市售工业酒精；实验用水为二次蒸馏水。

2.2 单光子电离飞行时间质谱仪（SPI-TOF-MS）

图1为单光子电离源与飞行时间质谱仪耦合的结构示意图，仪器采用直径为14 mm圆形硅氧烷薄膜[13]作为进样系统，利用微型真空泵抽气，将气体分子引至膜一侧表面，通过吸附、扩散、解吸附作用，VOCs分子渗透到膜的另一侧，由孔径为0.4 mm毛细管将分子引入电离室，电离室与小孔极片形成的凸型电场将离子引出，并通过圆孔极片传输[14]。离子在透镜部分经调制聚焦后，传输到飞行时间质量分析器的离子推斥区，其聚焦作用可以将离子的初始能量分散转换为空间分散，以提高TOF的分辨率[15]。

2.3 进样方式与样品制备

本方法采用膜密封顶空进样方式，1.5 mL离心管内装有1 mL酒样品，用封口膜密封离心管，外径0.5 mm注射器针头端插入离心管1.5 mL刻度处，另一端密封套在质谱口。每种酒配制成1 mL假酒样品时，分别按酒-水（9∶1， V/V）、酒-工业酒精（9∶1， V/V）掺兑成假酒。

2.4 实验条件优化

SPI-TOF-MS与PEI-TOF-MS均为正离子检测模式。实验温度20 ℃，空气相对湿度40%，低真空度6.65～13.30 Pa，高真空度1.091×10-3 Pa。SPI模式：电离室电压（IC）17.30 V，引出电极（G1）14.20 V，聚焦电极（G2）10.38 V，推斥电极（G3）6.32 V；PEI模式：电离室电压（IC）34.78 V，引出电极（G1）14.20 V，聚焦电极（G2）10.38 V，推斥电极（G3）0.74 V。

每种酒平行进样5次，每次进样扫描时间约为2 min。将实验得到的质谱数据（每种酒样品20个样本）导出，利用Matlab（7.0版，美国Mathworks公司）软件进行PCA分析。