[發明專利]APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置

在審

• 申請號: 201310722451.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103728030A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 張戰盈;徐赤東;紀玉峰;余東升;方蔚愷;張偉麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，包括雪崩光電二極管APD、直流偏壓溫度跟隨電路、直流偏壓保護電路、信號放大輸出電路、DC-DC高壓模塊和外殼；

所述直流偏壓溫度跟隨電路、直流偏壓保護電路與DC-DC高壓模塊輸入端連接；

所述雪崩光電二極管APD的陰極通過電阻R1與DC-DC高壓模塊輸出端連接；

所述雪崩光電二極管APD的陽極與信號放大輸出電路連接；

所述雪崩光電二極管APD的陽極通過負載電阻R2接地；

所述外殼包括兩端由端蓋封閉的筒形殼體；

所述直流偏壓溫度跟隨電路、直流偏壓保護電路、信號放大輸出電路、DC-DC高壓模塊均安裝在筒形腔體內；

所述雪崩光電二極管APD嵌在外殼的端蓋上。

2.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述雪崩光電二極管APD的響應度在1A／W及以上。

3.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述直流偏壓溫度跟隨電路包括恒流源、二極管D1、電壓跟隨電路和電壓放大電路；所述恒流源輸出分別連接二極管D1陽極和電壓跟隨電路，二極管D1陰極接地；電壓跟隨電路與電壓放大電路連接。

4.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述電壓保護電路包括二極管D2，放大器U3和可調電阻R6；所述放大器U3的正輸入端接可調電阻R6的可調端，放大器U3的負輸入端和輸出端連接二極管D2陰極，組成電壓跟隨器。

5.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述信號放大輸出電路包括放大電路和比較電路；所述放大電路為兩級放大結構，第一級放大電路使用放大器U4對APD信號進行初步放大，第二級放大電路使用三極管Q1對APD信號進行進一步的放大；所述比較電路中比較器U5正輸入端連接R11可調節端，設定比較電壓閾值，與放大電路輸出的電壓進行比較，最終輸出TTL電平的光子信號。

6.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述外殼包括前蓋、后蓋、殼體；所述殼體為兩端開口的筒形件，前蓋封閉安裝在殼體前端開口處，所述雪崩光電二極管APD嵌入在前蓋端面，后蓋封閉安裝在殼體后端開口處。

7.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述前蓋的外端面設有散熱溝槽。

8.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述二極管D1緊貼雪崩光電二極管APD的后部安裝。

9.根據權利要求7所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述二極管D1通過界面導熱材料緊貼雪崩光電二極管APD的后部安裝。

10.根據權利要求1所述的APD溫度自適應近紅外單光子探測裝置，其特征在于，所述外殼和端蓋由導熱性能好的鋁材制成。