[发明专利]一种面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路

说明书

本发明公开了一种面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路，包括：APD阵列模块，用于根据第一输入信号进行复位后，对第二输入信号进行电流感应、整形处理得到第一数字信号；参考模块，用于根据第三输入信号进行复位后，对第四输入信号进行电流感应、整形处理得到第二数字信号；鉴相器，连接APD阵列模块、参考模块，用于比较第一、第二数字信号的相位差得到第一相位差信号、第二相位差信号；电荷泵，连接鉴相器，用于根据第一、第二相位差信号对电荷泵进行充放电得到第一处理信号。本发明将参考模块作为APD阵列模块中单光子响应速度对应的标准响应速度，使APD阵列模块的响应速度与参考模块响应速度一致，解决了传统APD探测器中APD阵列的非均匀性问题。

技术领域

本发明属于APD探测器技术领域，具体涉及一种面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路。

背景技术

工作在盖革模式的雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode，简称APD)可快速探测并响应单光子信号，具有体积小、增益高、灵敏度高等特点，广泛应用于光通信、医疗检测、军事勘察、汽车雷达等领域。

近年来，基于APD阵列的单光子探测技术取得了极大的研究进展，然而，受限于制备工艺及应用环境，面阵中的APD像元的均匀性很难保持一致，即使每个APD像元有相同的外接偏压和同一光照，单光子响应产生雪崩的光电流大小也不同，从而APD接口电路的响应速度不一致，输出的数字脉冲产生相应的相位差，这种APD阵列的非均匀性对探测精度造成了严重影响。因此，阵列均匀性问题成为APD探测器重要的研究方向之一，在实际应用中应尽可能保证APD阵列中的每个APD像元具有一致的输入、输出特性。为了解决APD阵列的非均匀性问题，常规的方法有两种：第一种是从APD器件设计和工艺制造角度出发，第二种是外接DSP/FPGA采用算法调节。

但是，第一种方法不能完全避免非均匀的产生，第二种方法虽然可以解决APD阵列的非均匀性问题，但由于增加DSP/FPGA使得系统体积大、功耗高，不易集成。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路。

本发明实施例提供了一种面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路，该面向APD探测器阵列的非均匀性校正电路包括：

APD阵列模块、参考模块、鉴相器、电荷泵，其中，

所述APD阵列模块，用于根据第一输入信号进行复位处理后，对第二输入信号进行电流感应、整形处理得到第一数字信号；

所述参考模块，用于根据第三输入信号进行复位处理后，对第四输入信号进行电流感应、整形处理得到第二数字信号；

所述鉴相器，连接所述APD阵列模块、所述参考模块，用于比较所述第一数字信号、所述第二数字信号之间的相位差得到第一相位差信号、第二相位差信号；

所述电荷泵，连接所述鉴相器，用于根据所述第一相位差信号、所述第二相位差信号对所述电荷泵进行充放电处理得到第一处理信号。

在本发明的一个实施例中，所述电荷泵，还连接所述APD阵列模块，用于将所述第一处理信号输入至所述APD阵列模块。

在本发明的一个实施例中，还包括反相偏压调节模块，其中，

所述反相偏压调节模块，连接所述电荷泵、所述APD阵列模块，用于对所述第一处理信号进行缓冲处理得到第二处理信号，并将所述第二处理信号输入至所述APD阵列模块。

在本发明的一个实施例中，所述APD阵列模块包括若干APD阵列单元，每一所述APD阵列单元包括第一电流感应模块、第一脉冲整形模块，其中，

所述第一电流感应模块，用于根据所述第一输入信号进行复位处理后，对所述第二输入信号进行电流感应处理得到第一感应电流信号；