[實(shí)用新型]一種APD單光子探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220644772.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN203011544U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁崇智;曾和平;梁焰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東漢唐量子光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J11/00
• 分類號(hào): G01J11/00
• 代理公司: 中山市科創(chuàng)專利代理有限公司 44211
• 代理人: 謝自安

1.一種APD單光子探測器，其特征在于包括順次連接的正負(fù)雙極性窄脈沖產(chǎn)生電路（1），雙APD平衡電路（4），雪崩信號(hào)提取電路（5），雪崩信號(hào)鑒別輸出電路（6）；所述雙APD平衡電路（4）包括兩個(gè)具有相同結(jié)電容的第一雪崩光電管D3、第二雪崩光電管D4，在第一雪崩光電管D3的負(fù)極上連接有正極性偏壓（2），第一雪崩光電管D3的負(fù)極與正負(fù)雙極性窄脈沖產(chǎn)生電路（1）的正極性窄脈沖輸出端連接，第一雪崩光電管D3的正極與第二雪崩光電管D4的負(fù)極連接，第二雪崩光電管D4正極與正負(fù)雙極性窄脈沖產(chǎn)生電路（1）的負(fù)極性窄脈沖輸出端連接；在第二雪崩光電管D4正極上連接有負(fù)極性偏壓（3）；所述雪崩信號(hào)提取電路（5）包括將第一雪崩光電管D3產(chǎn)生的雪崩電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱牡谝蝗与娐罚?1）以及將第二雪崩光電管D4產(chǎn)生的雪崩電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱牡诙与娐罚?2），在第一取樣電路（51）和第二取樣電路（52）的輸出端連接有將第一雪崩光電管D3、第二雪崩光電管D4產(chǎn)生的容性噪聲進(jìn)行差分消除的差分運(yùn)算放大器（53），所述雪崩信號(hào)鑒別輸出電路（6）的輸入端接在差分運(yùn)算放大器（53）的輸出端上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種APD單光子探測器，其特征在于在第一雪崩光電管D3的負(fù)極與正極性偏壓（2）之間連接有第一限流電阻R21，在第二雪崩光電管D4正極與負(fù)極性偏壓（3）之間連接有第二限流電阻R41。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種APD單光子探測器，其特征在于所述正負(fù)雙極性窄脈沖產(chǎn)生電路（1）包括順次連接的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器（11），用于調(diào)脈寬的微分電路（12），產(chǎn)生正負(fù)兩路對稱脈沖的高速ECL比較器（13），使正負(fù)兩路脈沖保持一致脈沖與幅度加在第一雪崩光電管D3、第二雪崩光電管D4上的壓縮整形放大電路（14）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種APD單光子探測器，其特征在于所述微分電路（12）包括電容C2和電阻R10，電容C2的一端與時(shí)鐘脈沖發(fā)生器（11）的輸出端連接，電容C2的另一端與電阻R10的一端和高速ECL比較器（13）的正相輸入端連接，電阻R10的另一端接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種APD單光子探測器，其特征在于所述高速ECL比較器（13）的反相輸入端由外部提供的精準(zhǔn)電壓作為比較閾值，所述高速ECL比較器（13）上設(shè)有輸出正脈沖的第一輸出端Q和輸出負(fù)脈沖的第二輸出端

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種APD單光子探測器，其特征在于壓縮整形放大電路（14）包括第一寬帶放大器（141）和第二寬帶放大器（142），第一寬帶放大器（141）的輸入端與高速ECL比較器（13）的第一輸出端Q之間連接有第一脈沖壓縮電路（143），第二寬帶放大器（142）的輸入端與高速ECL比較器（13）的第二輸出端之間連接有第二脈沖壓縮電路（144）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種APD單光子探測器，其特征在于在第一雪崩光電管D3負(fù)極、第二雪崩光電管D4正極與第一寬帶放大器（141）、第二寬帶放大器（142）輸出端之間連接有鉗位電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種APD單光子探測器，其特征在于所述第一取樣電路（51）包括第一取樣電阻R36和第一傳輸線變壓器T1，第一取樣電阻R36連接在第一雪崩光電管D3正極和負(fù)極性偏壓（3）之間，第一傳輸線變壓器T1的初級線圈兩端分別連接在第一取樣電阻R36兩端，第一傳輸線變壓器T1的次級線圈一端與差分運(yùn)算放大器（53）的一個(gè)輸入端連接，第一傳輸線變壓器T1的次級線圈另一端接地；所述第二取樣電路（52）包括第二取樣電阻R26和第二傳輸線變壓器T2，第二取樣電阻R26連接在第二雪崩光電管D4正極和負(fù)極性偏壓（3）之間，第二傳輸線變壓器T2的初級線圈兩端分別連接在第二取樣電阻R26兩端，第二傳輸線變壓器T2的次級線圈一端與差分運(yùn)算放大器（53）的另一個(gè)輸入端連接，第二傳輸線變壓器T2的次級線圈另一端接地。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種APD單光子探測器，其特征在于雪崩信號(hào)鑒別輸出電路（6）包括鑒別高速比較器（61）。