[发明专利]一种用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源

说明书

本发明公开了一种用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源，所述电压源采用220V交流电压输入通过变压器变为低电压的交流输入，用二极管、电容、稳压器，固定电阻组建一个低噪声恒流源，并将一个可调电阻与恒流源串联，从而可以在可调电阻两端输出从0V线性可调的低噪声直流电压。本发明输出稳定直流电压并且从零开始线性可调，该电压源可以用做超导纳米线单光子探测器的偏置电源。

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，尤其涉及一种用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源。

背景技术

超导纳米线单光子探测器具有探测效率高、计数率高、暗计数率小、时域抖动小、响应频谱宽等特点，是一种性能优良的探测器。超导纳米线在单光子激发下由超导态部分转变阻态，将光信号转变为电压信号，并由读出电路读出，通过对电压信号的计数进而实现光子计数。

超导纳米线单光子探测器的性能受到偏置电压源的影响，偏置超导纳米线单光子探测器的电压源需要尽可能具有以下特点：电压源的噪声要小，即输出电压要为稳定直流电压。若电压源噪声较大，即电压抖动较大，就可能造成较大的时域抖动，降低探测器的时间分辨率。要想充分检测和发挥探测器的性能，就需要探测器的时域抖动尽可能小，因此需要低噪声电压源，即用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源需要满足：输出为直流电压且尽可能的稳定。且为了方便调节，电压源输出电压需要能够从零开始线性可调。

目前市面上存在的可用于偏置超导纳米线单光子探测器所用的电压源一般价格昂贵、结构复杂，从而提高了超导纳米线单光子探测器的探测成本，在一定程度上限制了超导纳米线单光子探测器的应用，如多个超导纳米线探测器形成超导纳米线单光子探测器阵列时，多个超导纳米线单光子探测器扩大了总光敏区，可以在单光子成像等领域有着应用潜力，偏置多个超导纳米线单光子探测器所需的电压源也相对较多，所需成本极高。

因此，研发一款具有造价低、从零可调、线性可调等特性的用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源，具有很重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源，本发明输出稳定直流电压并且从零开始线性可调，这一电压源可以用做超导纳米线单光子探测器的测试电源，详见下文描述：

一种用于偏置超导纳米线单光子探测器的电压源，所述电压源采用220V交流电压输入通过变压器变为低电压的交流输入，用二极管、电容、稳压器，固定电阻组建一个低噪声恒流源，并将一个可调电阻与恒流源串联；

在可调电阻两端输出从0V线性可调的低噪声直流电压。

其中，输出电压端并联一个微法量级的电容，用于再次滤波。

进一步地，所述稳压器采用三端可调稳压器；所述可调电阻采用电位器。

其中，所述电压源还包括：

设计并加工屏蔽盒，将装配好的电压源串联上电阻形成低噪声电流源，可作为偏置电流源连接到超导纳米线单光子探测器电路中。

进一步地，所述屏蔽盒底部设置有螺纹孔用于固定电路板与变压器；

所述屏蔽盒的前面加工固定输出端口和电位器旋钮的孔，后面加工固定三端开关和交流电压输入端口的方形孔。

其中，所述测试电路包括：电压源的输出电压测试、及超导纳米线单光子探测器的输出脉冲测试。

所述输出电压测试具体为：

调节可调电阻的阻值大小，用万用表直流电压端测试输出电压大小。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明设计的电压源同时具备超导纳米线单光子探测器所需的低噪声，并且可以通过调节元器件的参数达到任意量程的直流稳压输出，方便不同情况下的探测需要；