光检测器制造技术

该光检测器(100)具备：第一辨别部(4)，其对从多个光电转换元件(1)输出的第一信号进行辨别；第二辨别部(5)，其对基于从多个光电转换元件输出的信号的第二信号进行辨别；以及触发信号生成部(7)，其基于第一辨别部和第二辨别部的辨别结果来生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号。

Photodetector

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测器
本专利技术涉及一种光检测器，特别是涉及一种包括通过盖革模式进行动作的光电转换元件的光检测器。
技术介绍
以往，已知一种包括通过盖革模式进行动作的光电转换元件的光检测器。这种光检测器例如在日本特开2012-60012号公报中被公开。在日本特开2012-60012号公报中公开了一种光检测器，其具备：多个雪崩光电二极管(光电转换元件)的阵列(SiPM：SiliconPhotomultipliers：硅光电倍增管)，所述多个雪崩光电二极管通过被施加击穿电压以上的电压的盖革模式进行动作；多个辨别部，所述多个辨别部将来自各个雪崩光电二极管的输出信号分别转换为矩形脉冲(被二值化后的信号)；以及加法部，其将由多个辨别部生成的矩形脉冲相加后输出。该光检测器构成为：在将矩形脉冲相加得到的加法信号(电流)为3个单位(向雪崩光电二极管入射了3个光子的状态)以上的情况下，输出表示被入射了光的触发信号。另一方面，在由于暗电流等噪声而从雪崩光电二极管输出了比较小的信号的情况下，不会输出(误检测)触发信号。由此，能够高精度地检测是否入射了光。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-60012号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在日本特开2012-60012号公报的光检测器中，在将矩形脉冲相加得到的加法信号(电流)为3个单位以上的情况下输出表示被入射了光的触发信号，因此在入射3个以上的光子之前不会输出触发信号。因此，实际上与入射了第1个光子的定时错开地输出触发信号。因而，在日本特开2012-60012号公报的光检测器中存在无法高精度地检测光(光子)入射的准确的时间这样的问题。本专利技术是为了解决如上所述的问题而完成的，本专利技术的一个目的在于，提供一种能够在抑制误检测的同时高精度地检测光入射的准确的时间的光检测器。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术的一个方面的光检测器具备：多个光电转换元件，所述多个光电转换元件通过被施加击穿电压以上的电压的盖革模式进行动作，并且通过被入射光来输出信号；第一辨别部，其基于第一阈值来辨别基于从多个光电转换元件输出的信号的第一信号；第二辨别部，其基于比第一阈值大的第二阈值来辨别基于从多个光电转换元件输出的信号的第二信号；以及触发信号生成部，其在第一辨别部辨别为第一信号比第一阈值大、且第二辨别部辨别为第二信号比第二阈值大的情况下，生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号。在本专利技术的一个方面所涉及的光检测器中，如上所述那样设置有触发信号生成部，在第一辨别部辨别为第一信号比第一阈值大且第二辨别部辨别为第二信号比第二阈值大的情况下，该触发信号生成部生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号。由此，通过基于比较大的第二阈值辨别从光电转换元件输出的信号，能够抑制由噪声(比较小的信号)引起的误检测。另外，辨别为第一信号比第一阈值大的定时大致准确地反映光子入射的时间。其结果，通过基于由第一辨别部得到的信号和由第二辨别部得到的信号来生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号，能够在抑制误检测的同时高精度地检测光入射的准确的时间。在上述的一个方面所涉及的光检测器中，优选的是，还具备延迟部，该延迟部设置在第一辨别部与触发信号生成部之间，并且用于使从第一辨别部向触发信号生成部传递的信号延迟。在此，第二阈值比第一阈值大，因此基于从光电转换元件输出的信号的第二信号达到第二阈值的时间与从光电转换元件输出的第一信号达到第一阈值的时间相比变长(延迟)。因此，通过在第一辨别部与触发信号生成部之间设置用于使从第一辨别部向触发信号生成部传递的信号延迟的延迟部，能够使第一信号成为High(H水平：高水平)的定时与第二信号成为High(H水平)的定时相比延迟。其结果，能够更高精度地兼顾光入射的准确的时间的检测和误检测的抑制两者。在上述的一个方面所涉及的光检测器中，优选的是，第二辨别部构成为辨别第二信号的值是否比第二阈值大，该第二信号是将从多个光电转换元件分别输出的第一信号相加得到的信号。在此，第一信号包含与1个光子的入射对应的信号或由噪声引起的弱信号。而且，在对光检测器实际入射光子的情况下，在同时期入射多个光子。由此，第一信号在同时期多个(连续地)产生，因此第二信号连续地变大。另一方面，噪声在多个光电转换元件中偶尔产生，因此第二信号仍然比较小。因此，通过构成为辨别第二信号的值是否比第二阈值大，能够准确地检测是否入射了光，该第二信号是将从多个光电转换元件分别输出的第一信号相加得到的信号。在上述的一个方面所涉及的光检测器中，优选的是，还具备二值化电路，该二值化电路设置在多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第一辨别部之间和多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第二辨别部之间中的至少一方，并且将从多个光电转换元件分别输出的信号进行二值化。在此，进行二值化得到的信号(数字信号)与没有被二值化的信号(模拟信号)相比处理负担比较少。因此，通过至少在多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第一辨别部之间和多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第二辨别部之间中的一方设置二值化电路，能够缩短检测是否入射了光的处理时间。在该情况下，优选的是，二值化电路设置在多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第一辨别部之间和多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第二辨别部之间这两方。如果像这样构成，则与二值化电路仅设置在多个光电转换元件中的各个光电转换元件与第一辨别部之间的情况相比，能够进一步缩短检测是否入射了光的处理时间。在上述的一个方面所涉及的光检测器中，优选的是，第一辨别部构成为对包含模拟信号的第一信号进行辨别，第二辨别部构成为对包含模拟信号的第二信号进行辨别。如果像这样构成，则不需要另外设置用于将从光电转换元件输出的信号进行数字化(二值化)的电路，因此能够简化光检测器的装置结构。在该情况下，优选的是，还包括信号复制部，该信号复制部设置在光电转换元件与第一辨别部及第二辨别部之间，并且用于复制与向第一辨别部及第二辨别部传递的信号相同的信号，构成为利用由信号复制部复制得到的信号，来输出表示被入射了光的光电转换元件的位置和入射到光电转换元件的光的总量(与入射的伽马射线的能量对应的值)中的至少一方的信号。在此，在利用向多个光检测器中的一个光检测器的外部输出的信号来获取被入射了光的光电转换元件的位置和入射到光电转换元件的光的总量中的至少一方的情况下，由于光电转换元件的寄生电容与后级电路及其它光检测器等构成不期望的低通滤波器(LPF)，因此存在向一个光检测器的外部输出的信号劣化的情况。因此，通过构成为利用被信号复制部复制并且同由光电转换元件的寄生电容与后级电路及其它光检测器等形成的低通滤波器(LPF)绝缘的信号来以与其它光检测器绝缘的方式获取被入射了光的光电转换元件的位置和入射到光电转换元件的光的总量中的至少一方，能够在抑制信号的劣化的同时，获取被入射了光的光电转换元件的位置和入射到光电转换元件的光的总量中的至少一方。即，能够高精度地获取被入射了光的光电转换元件的位置和入射到光电转换元件的光的总量中的至少一方。在上述的一个方面所涉及的光检测器中，优选的是，设置有多个包括光电转换元件、第一辨别部、第二辨别部以及触发信号生成部的组的信道，还具备：或门，其被输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测器，具备：多个光电转换元件，所述多个光电转换元件通过被施加击穿电压以上的电压的盖革模式进行动作，并且通过被入射光来输出信号；第一辨别部，其基于第一阈值来辨别基于从多个所述光电转换元件输出的信号的第一信号；第二辨别部，其基于比所述第一阈值大的第二阈值来辨别基于从多个所述光电转换元件输出的信号的第二信号；以及触发信号生成部，其在所述第一辨别部判别为所述第一信号比所述第一阈值大、且所述第二辨别部判别为所述第二信号比所述第二阈值大的情况下，生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.27 JP 2016-2525711.一种光检测器，具备：多个光电转换元件，所述多个光电转换元件通过被施加击穿电压以上的电压的盖革模式进行动作，并且通过被入射光来输出信号；第一辨别部，其基于第一阈值来辨别基于从多个所述光电转换元件输出的信号的第一信号；第二辨别部，其基于比所述第一阈值大的第二阈值来辨别基于从多个所述光电转换元件输出的信号的第二信号；以及触发信号生成部，其在所述第一辨别部判别为所述第一信号比所述第一阈值大、且所述第二辨别部判别为所述第二信号比所述第二阈值大的情况下，生成表示被入射了作为检测对象的光的触发信号。2.根据权利要求1所述的光检测器，其特征在于，还具备延迟部，该延迟部设置在所述第一辨别部与所述触发信号生成部之间，并且用于使从所述第一辨别部向所述触发信号生成部传递的信号延迟。3.根据权利要求1所述的光检测器，其特征在于，所述第二辨别部构成为辨别所述第二信号的值是否比所述第二阈值大，该第二信号是对从多个所述光电转换元件分别输出的所述第一信号相加得到的信号。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光检测器，其特征在于，还具备二值化电路，该二值化电路设置在多个所述光电转换元件中的各个所述光电转换元件与所述第一辨别部之间和多个所述光电转换元件中的各个所述光电转换元件与所述第二辨别部之间中的至少一方，并且将从多个所述光电转...

【专利技术属性】
技术研发人员：古宫哲夫，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP