[發(fā)明專利]一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110147150.5
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN112945379A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉娟;王加旺;黎大兵;蔣科;賁建偉;賈玉萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G01J1/44
• 分類號(hào): G01J1/44
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

1.一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，包括：搭載有探測(cè)芯片(2)的淬滅電路模塊(3)、偏壓模塊(1)、信號(hào)放大模塊(4)、甄別模塊(5)、單穩(wěn)模塊(6)、FPGA控制模塊(7)和死時(shí)間模塊(8)；所述偏壓模塊(1)用于為探測(cè)芯片(2)提供反向偏置電壓；淬滅電路模塊(3)用于配置探測(cè)芯片(2)的工作方式使得探測(cè)芯片(2)能夠工作在蓋革模式下，用于根據(jù)死時(shí)間信號(hào)使探測(cè)芯片(2)退出蓋革模式；信號(hào)放大模塊(4)用于接收并放大探測(cè)芯片(2)產(chǎn)生的雪崩信號(hào)得到放大后雪崩模擬信號(hào)，用于輸出放大后雪崩模擬信號(hào)至甄別模塊(5)；甄別模塊(5)用于在放大雪崩模擬信號(hào)大于甄別模塊(5)上的甄別閾值時(shí)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)至單穩(wěn)模塊(6)；單穩(wěn)模塊(6)用于統(tǒng)一數(shù)字脈沖信號(hào)的脈沖寬度得到雪崩數(shù)字脈沖信號(hào)并輸出至FPGA控制模塊(7)；FPGA控制模塊(7)用于根據(jù)雪崩數(shù)字脈沖信號(hào)輸出能夠控制甄別模塊(5)關(guān)閉一定時(shí)間的甄別器使能信號(hào)至甄別模塊(5)、輸出死時(shí)間觸發(fā)信號(hào)至死時(shí)間模塊(8)；死時(shí)間模塊(8)用于基于死時(shí)間觸發(fā)信號(hào)生成死時(shí)間信號(hào)并輸出至淬滅電路模塊(3)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述死時(shí)間觸發(fā)信號(hào)的上升沿和下降沿均會(huì)產(chǎn)生微分信號(hào)；當(dāng)微分信號(hào)的時(shí)間到達(dá)甄別模塊(5)時(shí)，甄別模塊(5)處于關(guān)閉狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA控制模塊(7)能夠通過產(chǎn)生的甄別器使能信號(hào)控制甄別模塊(5)開啟和關(guān)閉，當(dāng)雪崩模擬信號(hào)到達(dá)甄別模塊(5)時(shí)甄別模塊(5)處于開啟狀態(tài)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏壓模塊(1)連接探測(cè)芯片(2)，淬滅電路模塊(3)連接信號(hào)放大模塊(4)，信號(hào)放大模塊(4)連接甄別模塊(5)，甄別模塊(5)連接單穩(wěn)模塊(6)，單穩(wěn)模塊(6)連接FPGA控制模塊(7)，F(xiàn)PGA控制模塊(7)連接甄別模塊(5)和死時(shí)間模塊(8)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述死時(shí)間模塊(8)包括電平轉(zhuǎn)換芯片和放大器，所述FPGA控制模塊(7)產(chǎn)生的死時(shí)間觸發(fā)信號(hào)為差分信號(hào)，F(xiàn)PGA控制模塊(7)輸出的死時(shí)間觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，再經(jīng)放大器放大后得到死時(shí)間信號(hào)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述偏壓模塊(1)采用高壓模塊芯片，所述探測(cè)芯片(2)采用AlGaN探測(cè)芯片(2)。

7.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)放大模塊(4)采用低噪聲放大器，所述甄別模塊(5)采用電壓比較器，所述單穩(wěn)模塊(6)采用D觸發(fā)器。

8.如權(quán)利要求1所述的一種單光子探測(cè)器死時(shí)間設(shè)置與噪聲濾除的系統(tǒng)，其特征在于，所述淬滅電路模塊(3)采用被動(dòng)淬滅模式使探測(cè)芯片(2)退出蓋革模式。