[發明專利]用于測量光子時間信息的裝置及方法

有效

• 申請號: 201611006815.6
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106656390B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 趙指向;龔政;黃秋;許劍鋒
• 申請（專利權）人: 武漢中派科技有限責任公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H03M1/52
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰;戴亞南

1.一種用于測量光子時間信息的裝置，包括：

電流檢測電路，其用于連接光電傳感器，檢測所述光電傳感器輸出的初始信號并生成相應的檢測信號；以及

處理電路，所述處理電路的輸入端連接所述電流檢測電路的輸出端，所述處理電路用于根據所述檢測信號確定所述光電傳感器檢測到的高能光子的到達時間，根據所述檢測信號估計有效事件發生時累積在所述電流檢測電路中的積分模塊中的電荷量以估計時間漂移量，并基于所述時間漂移量對所述到達時間進行修正；

其中，所述電流檢測電路包括所述積分模塊、比較器、傳輸控制器和負反饋模塊，其中，

所述積分模塊用于連接所述光電傳感器的輸出端和所述負反饋模塊的輸出端，接收來自所述光電傳感器的所述初始信號和來自所述負反饋模塊的反饋信號，對所述初始信號和所述反饋信號的差進行積分并且輸出積分信號；

所述比較器的一個輸入端連接所述積分模塊的輸出端并且所述比較器的另一輸入端接入參考電平，所述比較器用于將所述積分信號與所述參考電平進行比較并生成比較信號；

所述傳輸控制器的輸入端連接所述比較器的輸出端，所述傳輸控制器用于利用時鐘信號控制所述比較信號的傳輸以輸出數字信號，其中所述數字信號中的、持續時間等于所述時鐘信號的周期的高電平代表第一邏輯電平，所述數字信號中的、持續時間等于所述時鐘信號的周期的低電平代表第二邏輯電平，所述檢測信號是所述數字信號，

所述負反饋模塊的輸入端連接所述傳輸控制器的輸出端，所述負反饋模塊用于將所述數字信號轉換為所述反饋信號并且將所述反饋信號反饋給所述積分模塊；

其中，所述處理電路的輸入端連接所述傳輸控制器的輸出端。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理電路通過以下方式確定所述到達時間：

根據所述數字信號中的高電平和低電平的出現規律確定有效觸發時間并將所述有效觸發時間作為所述到達時間，其中，所述有效觸發時間是有效事件觸發所述數字信號中的高電平的時間。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理電路通過以下方式估計所述時間漂移量：

根據所述數字信號中的高電平和低電平的出現規律確定在所述有效觸發時間之前的前一暗觸發時間，其中，所述暗觸發時間是暗事件觸發所述數字信號中的高電平的時間；

計算所述有效觸發時間和所述前一暗觸發時間之間的時間間隔；

估計在所述時間間隔內發生的暗事件的量；以及

根據在所述時間間隔內發生的暗事件的量估計所述時間漂移量。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述暗事件的量包括暗事件的數量、暗事件的電荷量或暗事件的能量。

5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述處理電路通過以下方式根據在所述時間間隔內發生的暗事件的量估計所述時間漂移量：

利用查找表和在所述時間間隔內發生的暗事件的量估計所述時間漂移量，其中，所述查找表用于記錄暗事件的量和時間漂移量之間的關系。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述參考電平等于所述光電傳感器檢測到特定數目的可見光子時所輸出的初始信號在所述積分模塊中進行積分所獲得的積分信號的電平值。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述特定數目等于10。

8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理電路進一步包括能量測量模塊，用于根據所述檢測信號確定所述光電傳感器檢測到的高能光子的能量。