[發(fā)明專利]一種低時(shí)間抖動的單光子探測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710240460.5
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107024289A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳青林;姜倩文;林楚明;方森智
• 申請（專利權(quán)）人: 華中師范大學(xué)
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種低時(shí)間抖動的單光子探測器，包括：

用于將單光子信號轉(zhuǎn)換為雪崩電信號的單光子信號探測模塊(1)；

用于將所述雪崩電信號從所述單光子信號探測模塊(1)輸出的噪聲中提取出來的雪崩信號提取模塊(2)；

和用于將所述雪崩電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的雪崩信號處理模塊(3)；

其特征在于：

所述單光子信號探測模塊(1)包括工作在門控模式下的雪崩光電二極管APD；

所述雪崩信號處理模塊(3)為限幅放大器(8)，所述限幅放大器(8)的輸入端與雪崩信號提取模塊(2)的輸出端相連，所述限幅放大器(8)的工作帶寬大于所述雪崩電信號的帶寬；

所述限幅放大器(8)的輸入信號門限值大于所述雪崩信號提取模塊(2)輸出信號中的本底噪聲的幅度；

所述限幅放大器(8)將所述雪崩電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低時(shí)間抖動的單光子探測器，其特征在于，在所述單光子信號探測模塊(1)的雪崩光電二極管APD的兩端反向加載直流電壓V_A，所述直流電壓V_A小于所述雪崩光電二極管的雪崩電壓V_B；幅度為V_g的門控信號通過隔直電容C輸入到所述雪崩光電二極管的陰極，所述V_g、V_A和V_B滿足V_A+V_g>V_B，所述雪崩光電二極管的陽極為所述單光子信號探測模塊(1)的輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低時(shí)間抖動的單光子探測器，其特征在于，所述門控信號為頻率為f_g的正弦信號，所述雪崩信號提取模塊(2)由中心頻率分別為f_g、2f_g、3f_g的帶阻濾波器(4)、(5)、(6)和低噪聲射頻小信號放大器(7)相互串聯(lián)組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低時(shí)間抖動的單光子探測器，其特征在于，所述門控信號為正弦信號，所述雪崩信號提取模塊(2)包括串聯(lián)的低通濾波器和低噪聲射頻小信號放大器，所述低通濾波器的截止頻率小于所述門控信號的頻率且大于所述雪崩電信號的帶寬。