[实用新型]光子计数电路模块

说明书

技术领域

本实用新型适用于对高速窄脉冲信号的计数测量，尤其适用于单光子计数等对噪声抑制要求较高的应用领域。

背景技术

在单光子计数测量领域，利用光电倍增管直接进行光信号的计数测量技术中，一般的处理方法是单独引出光电倍增管的阳极信号，通过前置放大器进行放大，再经过后级电路的滤波整形、放大等处理，以生成符合触发计数要求的波形。但是对于高速脉冲信号，由于信号发生的随机性，且信号幅度较低、宽度极窄，容易受到电路自身所产生的噪声影响，又由于电路本身的噪声干扰出现的随机性，在不出现比较器输入信号的时间段里，噪声干扰也有可能引起比较器的误判别。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种光子计数电路模块，该电路模块能够有效降低电路自身噪声、减少比较器的误判别。

针对上述技术问题，本实用新型采用了这样一种光子计数电路模块，其包括差分放大器和高速比较器，该差分放大器具有正、负两个输入端，该高速比较器与差分放大器的输出端相连，并对差分放大器的输出信号进行比较。

由于差分放大器的两路输入信号为从光电倍增管的末级倍增极引出的正极性信号和阳极引出的负极性信号，这两路输入信号来自同一事件，具有时间相关性，经过差分放大器处理后，正极性信号中夹杂的电路自身产生的噪声能够有效地减少。由于差分放大器输出一对极性相反、幅度绝对值相等的差分信号作为比较器的输入信号，对比较器的输入信号增加一个固定的偏置电压供给，提高比较器的输入信号的基线电平，从而消除噪声干扰引起的比较器的误判别。

附图说明

图1是本实用新型的光子计数电路模块的示意图

具体实施方式

如图1所示，光电倍增管包括阴极K、一系列倍增极D₁...D_n和阳极A。从光电倍增管的阳极A引出信号的负极性信号1，从光电倍增管的末级倍增极D_n引出信号的正极性信号2，信号1与信号2分别进入差分放大器3的两个输入端后输出一对极性相反、幅值绝对值相等的差分信号。由于信号1与信号2为来自同一个事件信号，在时间间隔上可忽略不计，又由于差分放大器3的差模信号放大能力，因而正极性信号中夹杂的电路自身产生的噪声在经过差分放大器后大大降低了。

差分放大器的输出端与高速比较器的输入端相连。由于电路本身噪声干扰出现的随机性，又由于比较器的高速特性使其能响应判别高计数率下的窄小脉冲信号，在不出现比较器芯片的输入信号的时间段里，噪声干扰也有可能引起比较器4的误判别，从而输出一个并不代表真实信号的信号。在本实用新型电路模块中，对比较器的负向极性输入信号增加一个固定的偏置电压5，并且该偏置电压5的幅值高于电路噪声的峰峰值，以提高比较器4的输入信号的基线电平，从而消除噪声干扰引起的比较器4的误判别。

以上描述了本实用新型的一个实施例，但本实用新型不局限于图1所示实施方式。该光子计数电路模块中，偏置电压还可以同时施加给比较器的正极性信号和负极性信号；此外，该光子计数电路模块可以用来处理从光电倍增管的阳极和末级倍增极引出的一对极性相反的信号，也可以用来处理从其他光电转换元件引出的一对极性相反的信号。