[实用新型]一种集成化单光子探测器组件

说明书

本实用新型公开了一种集成化单光子探测器组件，包括基板，还包括温控芯片和多功能集成芯片，温控芯片包括TEC芯片，多功能集成芯片集成窄脉冲处理模块、雪崩信号甄别模块和雪崩信号符合模块，多功能集成芯片置于TEC芯片上方，窄脉冲处理模块与雪崩信号符合模块连接，雪崩信号符合模块与雪崩信号甄别模块连接；本实用新型具有电路所占空间小，生产制造难度小，节约成本的优点。

技术领域

本实用新型涉及量子通信领域，更具体涉及一种集成化单光子探测器组件。

背景技术

目前，量子通信系统中单光子作为信息载体被广泛应用，利用单光子探测器作为光电接收模块对单光子进行探测计数。而单光子探测器进行光电转换并提取出有效信号进行计数需要复杂的处理过程，信号处理功能模块种类多，大量采用PCB印刷线路板，且多采用风扇散热系统对一个或多个模块进行散热和温度控制，不能避免温度波动，实际测试过程中发现温度的波动会导致各功能模块中信号处理的不稳定性，各模块之间的线路连接增加了电路阻抗，易导致信号失真。

作为重要的信号处理模块，单光子探测器中窄脉冲处理模块、雪崩信号甄别模块、雪崩信号符合模块皆采用大面积的PCB印刷线路板，各模块化PCB印刷线路板之间线路连接繁琐，信号处理的质量得不到保障。

现有技术各功能模块多采用模块化PCB印刷线路板，致使单光子探测器中窄脉冲处理模块、雪崩信号甄别模块、雪崩信号符合模块体积大，制造成本高，各功能模块普遍采用风冷散热系统，不能集中进行散热并控制温度的大幅度波动，造成各功能模块在信号处理过程中信号易产生温漂，降低信号质量，各个功能模块之间线路连接冗余，易导致信号失真。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术的单光子探测器的各功能模块多采用模块化PCB印刷线路板造成体积大、制造成本高的问题。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种集成化单光子探测器组件，包括基板，还包括温控芯片和多功能集成芯片，所述温控芯片包括TEC芯片，所述TEC芯片固定在基板上，所述多功能集成芯片置于TEC芯片上方，所述多功能集成芯片集成窄脉冲处理模块、雪崩信号甄别模块和雪崩信号符合模块，所述窄脉冲处理模块与所述雪崩信号符合模块连接，所述雪崩信号符合模块与所述雪崩信号甄别模块连接。

优选的，所述多功能集成芯片的集成方法采用COB裸芯片技术，窄脉冲处理模块、雪崩信号甄别模块和雪崩信号符合模块之间的电气连接集成在芯片内部。

优选的，所述多功能集成芯片的引线与基板的电气连接采用引线键合的方法实现。

优选的，所述多功能集成芯片及其引线皆用封胶进行软包封在基板上。

优选的，所述多功能集成芯片外部连接有APD器件，门控信号输入引线与窄脉冲处理模块的输入端连接，窄脉冲处理模块的输出端与雪崩信号符合模块的一个输入端连接，窄脉冲处理模块的输出端通过偏压门信号输出引线与APD器件连接；雪崩信号甄别模块的一个输入端通过雪崩信号输入引线与APD器件连接，雪崩信号甄别模块的另一个输入端与甄别阈输入引线连接，雪崩信号甄别模块的输出端与雪崩信号符合模块的另一个输入端连接，雪崩信号符合模块的输出端与脉冲计数信号输出引线连接，APD器件接收光子信号，所述温控芯片与多功能集成芯片接触连接。

优选的，所述温控芯片还包括温度探头以及外部控制电路，所述温度探头固定在所述TEC芯片上，所述外部控制电路包括DC/DC芯片、ARM处理器、A/D转换器和D/A转换器，所述温度探头与A/D转换器、ARM处理器、D/A转换器以及DC/DC芯片顺次连接，TEC芯片连接在温度探头和DC/DC芯片之间。

优选的，所述TEC芯片以及温度探头均包括输出引线和输入引线，TEC芯片的引线以及温度探头的引线均与基板实现电气连接，并且用封胶进行软包封在基板上。

优选的，所述温度探头为PT100电阻。