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一种频率可调谐的吉赫兹正弦门控近红外单光子探测器，其特征在于：包括正弦波门控信号发生器，第一功率分配器，InGaAs/InP APD模块，半导体温度控制模块，高压直流偏置模块，功率合成器，低通滤波器，功率放大器，第二功率分配器，超高速比较器，脉冲计数器，功率探测器，相位与幅度自动锁定模块，压控增益放大器以及锁相环，其中：所述正弦波门控信号发生器产生频率为吉赫兹的正弦信号，该正弦信号经第一功率分配器分为两路输出信号：第一路输出信号作为InGaAs/InP APD模块的门控信号，该门控信号加载在高压直流偏置模块产生的直流电压偏置之上，用于控制雪崩光电二极管APD的工作状态；第二路输出信号依次经过锁相环、压控增益放大器后形成与InGaAs/InP APD模块输出的尖峰噪声幅度相同、相位相反的正弦信号；所述InGaAs/InP APD模块的输出信号、压控增益放大器输出的正弦信号分别输入功率合成器相加后，所合成的信号依次经过低通滤波器、功率放大器后，经过第二功率分配器分为两路输出信号：第一路输出信号依次经过超高速比较器、脉冲计数器得到InGaAs/InP APD模块所探测到的光子计数；第二路输出信号经功率探测器输入至相位与幅度自动锁存模块；相位与幅度自动锁定模块根据功率探测器的输出信号幅度大小，调节锁相环的相位延迟以及压控增益放大器的增益，使得锁相环和压控增益放大器在相位与幅度自动锁存模块的控制下，合成与雪崩光电二极管APD结电容耦合的正弦噪声信号幅度相同、相位相反的同频信号；所述半导体温度控制模块用于调节所述InGaAs/InP APD模块的温度；所述的InGaAs/InP APD模块包括输入匹配电阻、隔直电容、限流保护电阻、去耦电容、雪崩光电二极管APD、输出匹配电阻，帕尔贴以及热敏电阻，其中：所述雪崩光电二极管APD、帕尔贴以及热敏电阻被粘连在一起并使用保温材料加以密封；雪崩光电二极管APD的门控信号经所述输入匹配电阻接地，以保证高频信号不出现反射而造成失真；所述隔直电容用于隔离门控信号和高压直流偏置之间的直流耦合，仅允许交流的门控信号通过，并加载到雪崩光电二极管APD的阴极；所述输出匹配电阻的一端分别连接雪崩光电二极管APD的阳极和InGaAs/InP APD模块的输出端，所述输出匹配电阻的另一端接地；高压直流偏置模块的直流电压偏置通过所述限流保护电阻连接雪崩光电二极管APD的阴极，形成高压反向偏置；直流电压偏置进入InGaAs/InP APD模块内部时，通过所述去耦电容接地，以抑制偏置输入端口的高频干扰。 |
