[發明專利]一種單光子計數裝置及其方法

有效

• 申請號: 202110253384.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112629683B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 解軍;陽樹中;趙柯力
• 申請（專利權）人: 成都成電光信科技股份有限公司
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 羅艷

1.一種單光子計數裝置，其特征在于，包括：

光子探測單元，用于接收激光并生成電脈沖信號；

數據處理單元，用于接收所述電脈沖信號并輸出計數信號，所述數據處理單元包括串并轉換模塊和并行計數模塊，所述串并轉換模塊分別與所述光子探測單元、所述并行計數模塊電氣連接，所述串并轉換模塊用于將所述電脈沖信號轉換為并行數據，所述并行計數模塊由邏輯電路構成，用于采集所述并行數據包含的脈沖個數并進行統計計數并生成所述計數信號，其中，

生成所述計數信號包括：將所述電脈沖信號轉換為多組所述并行數據后，基于各組所述并行數據對應的時序關系，按照時序遞增的方式為多組所述并行數據分配數據存儲模塊的存儲地址，所述數據存儲模塊按照移位寄存的方式存儲所述并行數據包含的脈沖信號；調用所述數據存儲模塊存儲的所述并行數據，計算所述并行數據包含的脈沖信號個數，并統計所述脈沖信號對應的所述數據存儲模塊的存儲地址，生成包含脈沖信號個數和脈沖信號時隙信息的所述計數信號。

2.根據權利要求1所述的單光子計數裝置，其特征在于，所述數據處理單元還包括同步脈沖激發模塊和同步控制模塊，所述同步脈沖激發模塊與所述同步控制模塊電氣連接，所述同步控制模塊分別與所述串并轉換模塊、所述并行計數模塊和所述數據存儲模塊電氣連接，其中，

所述同步脈沖激發模塊周期性輸出的同步時鐘信號傳輸至所述同步控制模塊，所述同步控制模塊輸出的多路同步控制信號分別傳輸至所述串并轉換模塊、所述并行計數模塊和所述數據存儲模塊。

3.根據權利要求1所述的單光子計數裝置，其特征在于，所述數據存儲模塊為移位寄存器。

4.一種單光子計數方法，其特征在于，包括：

接收激光并生成電脈沖信號；

對所述電脈沖信號進行串并轉換生成并行數據；

計算并統計所述并行數據包含的脈沖個數，生成計數信號，其中，生成所述計數信號包括：將所述電脈沖信號轉換為多組所述并行數據后，基于各組所述并行數據對應的時序關系，按照時序遞增的方式為多組所述并行數據分配數據存儲模塊的存儲地址，所述數據存儲模塊按照移位寄存的方式存儲所述并行數據包含的脈沖信號；調用所述數據存儲模塊存儲的所述并行數據，計算所述并行數據包含的脈沖信號個數，并統計所述脈沖信號對應的所述數據存儲模塊的存儲地址，生成包含脈沖信號個數和脈沖信號時隙信息的所述計數信號。

5.根據權利要求4所述的單光子計數方法，其特征在于，對所述電脈沖信號進行串并轉換生成并行數據，包括：

基于預設時間轉換周期將所述電脈沖信號分割為多組所述并行數據。

6.根據權利要求5所述的單光子計數方法，其特征在于，接收激光并生成電脈沖信號，包括：

接收所述激光，并基于所述激光的脈沖持續時間周期生成多組所述電脈沖信號。