一种半导体红外单光子探测器雪崩信号甄别装置及方法

摘要

本发明公开了一种单光子探测器雪崩信号同步甄别装置，该装置包括：扇出单元，将一路门控触发信号变成两路信号，输出至二可编程延时单元；可编程延时单元对输入信号延时后分别送入高速比较器和D触发器；高速比较器基于雪崩二极管的雪崩信号输出数字电平信号；D触发器基于数字电平信号得到输出信号；脉冲宽度整形单元根据输出信号输出脉冲宽度可控的单光子探测信号。本发明还公开了一种单光子探测器雪崩信号同步甄别方法。本发明消除了雪崩信号幅度变化和噪声引起的探测信号时间抖动，提高了探测器在高频工作条件下的时间分辨率和微弱雪崩信号的甄别能力，大大减小了高速门控条件下探测信号时间抖动引起的错误计数概率和探测器的后脉冲概率。

主权项

一种单光子探测器雪崩信号同步甄别装置，其特征在于，该装置包括：高速比较器，D触发器，脉冲宽度整形单元，第一可编程延时单元，第二可编程延时单元和扇出单元，其中：所述扇出单元与所述第一可编程延时单元和第二可编程延时单元连接，用于将一路单光子探测器门控触发信号变成两路完全相同的信号输出，一路信号输入所述第一可编程延时单元，另一路信号输入所述第二可编程延时单元；所述第一可编程延时单元与所述高速比较器连接，用于对所述第一可编程延时单元的输入信号进行延时控制，并将延时后的信号送入所述高速比较器中，以作为所述高速比较器的锁存控制信号；所述第二可编程延时单元与所述D触发器连接，用于对所述第二可编程延时单元的输入信号进行延时控制，并将延时后的信号送入所述D触发器中，以作为所述D触发器的时钟信号；所述高速比较器与所述D触发器和所述第一可编程延时单元连接，用于基于雪崩二极管的雪崩信号和锁存控制信号输出数字电平信号，并将所述数字电平信号送入所述D触发器，作为所述D触发器的数据信号；所述D触发器与所述高速比较器、所述第二可编程延时单元和所述脉冲宽度整形单元连接，用于基于所述高速比较器输出的数据信号和所述第二可编程延时单元输出的时钟信号，采样幅度高于阈值的有效雪崩信号得到输出信号，并将所述输出信号送入所述脉冲宽度整形单元；所述脉冲宽度整形单元与所述D触发器连接，用于根据所述D触发器的输出信号输出脉冲宽度可控的单光子探测信号。