[发明专利]一种共享数字转换器的单光子探测器

摘要

本发明涉及一种共享数字转换器的单光子探测器，包括N组单光子探测电路、N个数字转换器以及主控处理器，主控处理器与N组单光子探测电路连接，每一组单光子探测电路与一个数字转换器连接，且每一组单光子探测电路包括多个单光子探测单元，一个数字转换器与多个单光子探测单元连接；每一组单光子探测电路，根据主控处理器输出的使能控制信号选通一个与使能控制信号对应的单光子探测单元，探测光子并在接收到光子时产生脉冲信号至数字转换器；数字转换器，根据脉冲信号计算出光子传输的时间间隔；主控处理器利用时间间隔确定目标物与探测器之间的距离，完成探测。本探测器采用列共享数字转换器的策略，提升了芯片的感光效率及集成度。

主权项

1.一种共享数字转换器的单光子探测器，其特征在于，包括N组单光子探测电路、N个数字转换器以及主控处理器，所述主控处理器与所述N组单光子探测电路连接，每一组单光子探测电路与一个数字转换器连接，且每一组单光子探测电路包括多个单光子探测单元，每一组单光子探测电路中的每一个单光子探测单元均与所述数字转换器连接；N为大于1的正整数；所述主控处理器用于输出使能控制信号；每一组所述单光子探测电路，根据所述使能控制信号选通一个与所述使能控制信号对应的单光子探测单元，用于探测光子并在接收到光子时产生脉冲信号至所述数字转换器；所述数字转换器，根据所述脉冲信号计算出光子传输的时间间隔，并发送至所述主控处理器；所述主控处理器利用所述时间间隔确定目标物与探测器之间的距离，完成探测；每一个所述单光子探测单元包括一个单光子雪崩二极管、淬灭电路及保持电路；所述单光子雪崩二极管的阴极接正高压电源，所述单光子雪崩二极管的阳极与所述淬灭电路的检测端连接，所述淬灭电路的输出端与所述保持电路的输入端连接，所述保持电路的输出端与所述数字转换器连接，所述保持电路的反馈端与所述淬灭电路的复位端连接，所述淬灭电路和所述保持电路还分别与所述主控处理器连接；所述主控处理器输出使能控制信号至所述淬灭电路和保持电路，以使所述单光子雪崩二极管处于探测状态，并在所述单光子雪崩二极管雪崩时，通过所述淬灭电路快速将雪崩淬灭，并通过所述保持电路控制所述单光子雪崩二极管返回探测状态，同时还通过所述保持电路向所述数字转换器发送脉冲信号。