一种基于激光器和单光子探测器的氧分压测量方法及系统

专利主权项内容

1.一种基于激光器和单光子探测器的氧分压测量方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：将荧光探头曝露于待测空间内；所述荧光探头通过Y型光纤与待测空间之外的激光器和单光子探测器通信连接；S2：由激光器按照预设的发射频率通过Y型光纤的其中一条光路向荧光探头发射脉冲激光，以激发所述荧光探头产生荧光；S3：滤除所述Y型光纤的另一条光路中对应脉冲激光的波段，再通过单光子探测器获取发射周期内荧光探头的回波信号；S4：按照预设的采样周期△t获取所述回波信号的光子数，并分析出待测空间内的氧分压Po2，过程如下：S41：以脉冲激光发射时刻为开始时刻，将发射周期T划分为若干个采样周期△t；S42：记录每个采样周期△t内所述单光子探测器检测到的回波信号中响应的荧光的光子数I；S43：利用指数函数对发射周期内各个采样周期的光子数I对应的离散的时域分布函数进行拟合，得到对应的响应函数I(t)：；上式中，A表示开始时刻的光子数；k表示荧光探头中的荧光材料通过非辐射跃迁返回基态的衰减跃迁速率；00S44：将拟合出的所述响应函数的衰减跃迁速率k的倒数作为表征荧光物质在当前氧分压下的荧光寿命的特征值，即：/>；0S45：根据发射周期T内实测出的荧光寿命，查询如下的一个预先根据氧分压梯度荧光淬灭实验标定的表征荧光寿命/>与氧分压Po2间映射关系的淬灭函数，生成待测空间内的氧分压Po2的检测结果：/>；上式中，表示荧光探头中的荧光物质在无氧状态下的荧光寿命；/>表示Stern-Volmer常数，其与荧光探头采用的荧光材料有关。