硅光电倍增器(SiPM)是近年来迅速发展起来的新型固态弱光探测器, 有望取代传统的光电倍增器(PMT)用于拉曼检测中。为了解决拉曼检测中的荧光干扰以及SiPM的高暗计数率的缺陷, 建立了基于SiPM为光探测器的时间分辨拉曼光谱测量系统。以三硝基甲苯(TNT)为样品, 重点研究了其拉曼峰的峰本比(PBR)随选通时间的变化规律。结果表明: 随着选通时间增大, 拉曼峰的PBR 呈现先增大后减小的趋势, 最后变化缓慢。当选通时间为400 ps时, 该方法所测得拉曼峰的PBR要优于商业拉曼谱仪和参考文献[12]采用的门控方法的结果, 并且此时系统所记录的SiPM暗计数水平与PMT相当。该方法在很大程度上实现了对样品荧光和SiPM高暗计数率的抑制, 显著提高了拉曼谱的PBR。

报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数（TCMPC）技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量。 相比于常规基于光电倍增管（PMT）或单光子雪崩二极管（SPAD）的时间相关单光子（TCSPC）技术， 由于SiPM可以分辨信号脉冲的具体光子数， 基于SiPM的TCMPC技术消除了信号脉冲包含的光子数必须小于等于1的限制， 光子计数效率提高了10倍以上， 大大节省了测量时间。 此外， 多光子测量比单光子测量能够得到更好的时间分辨率， 时间分辨拉曼散射系统的仪器响应函数（IRF）从单光子814 ps缩短至双光子597 ps， 因而可以用更窄的时间门限抑制荧光本底等噪声对拉曼散射测量的影响。 使用TCMPC技术测量CCl4在05和15 pe两个不同光子数阈值的拉曼峰的峰本比， 后者较高的光子数阈值能进一步降低SiPM暗计数噪声的影响， 增加了拉曼信号测量的信噪比， 测量得到的CCl4 459 cm-1拉曼峰的峰本比是前者的64倍。 将所述新的拉曼散射测量技术与基于PMT和锁相放大器（LIA）的传统拉曼散射测量技术进行了比较研究， 前者由于可以使用仅有数十皮秒的测量门限， 可以有效抑制荧光、 环境杂散光和SiPM暗计数等噪声的影响， 所得光谱具有更好的峰本比， 测得CCl4的459 cm-1拉曼峰和Si的一阶拉曼峰的峰本比分别是后者的39倍和55倍。