一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统技术方案

一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地以及差分放大器，差分放大器的两路输出端，分别输出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器，合束器输出端输出雪崩信号。与现有技术相比，本实用新型专利技术中从雪崩二极管输出的雪崩信号及尖峰信号经过差分放大器差分放大后分束，分束出两路大小相等、相位相反的信号，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，降低了系统电路的冗杂度。

An avalanche signal extraction system for GHz near infrared single photon detector

A GHz near infrared single photon detector avalanche signal extraction system, gate pulse signal generator by C1 capacitor loaded in avalanche diode cathode bias voltage unit R1 through resistor loaded in avalanche diode cathode, anode avalanche diode are respectively connected with the grounding resistor R2 and differential amplifier, two output signal of the differential amplifier. Respectively output two equal and opposite phase, one without delay direct input to the combiner, a signal over a period of time after the input to the combiner output beam splitter output avalanche signal. Compared with the prior art, the utility model from the avalanche diode output avalanche signal and peak signal through the differential amplifier differential amplifier after splitting, splitting the signal of two equal and opposite phase, due to the differential amplifier in avalanche signal has been amplified, do not need to add additional means of reducing the noise of amplifier. Coupled into the avalanche signal, reduces the system circuit of miscellaneous.

【技术实现步骤摘要】
一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统
本技术涉及光信号探测
，特别涉及一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统。
技术介绍
在GHz近红外单光子探测器中，提取雪崩信号有多种方法，如图1所示，为其中一种常见的方法。该电路的工作流程为：①偏置电压通过电阻R1加载在雪崩光电二极管(APD)阴极上，门脉冲信号通过电容C1加载在APD阴极上；②雪崩信号及尖峰噪声由APD阳极，经过采样电阻R2输出；③输出的信号经功分器分成两个大小相等的信号，一路信号不经过延时直接输入到减法器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到减法器；④输入到减法器中的两个信号相减，尖峰噪声被抑制，雪崩信号可以提取出来。但是提取出来的雪崩信号幅度较低，需要经过额外放大器放大后再输出给后续处理电路，增加了系统电路的冗杂度。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，以解决现有技术中单光子探测过程中提取出来的雪崩信号幅度较低，需要经过额外放大器放大后再输出给后续处理电路，增加系统电路的冗杂度的技术性缺陷。本技术的技术方案是这样实现的：一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管、门脉冲信号发生器以及偏置电压单元，所述门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，所述偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，所述雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地以及差分放大器，所述差分放大器的两路输出端，分别输出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器，所述合束器输出端输出雪崩信号。与现有技术相比，本技术有以下有益效果：本技术的GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，从雪崩二极管输出的雪崩信号以及尖峰信号经过差分放大器差分放大后分束，分束出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器，然后在合束器中两路信号相加，尖峰噪声被抑制，雪崩信号可以提取出来，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，原先的三级处理电路经改进变为两级处理电路，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，同时有利于缩小PCB面积，降低了系统电路的冗杂度。附图说明图1为现有技术中雪崩信号提取系统的原理图；图2为本技术GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统的原理图；图3为本技术中雪崩信号提取的时序图。图中：雪崩二极管100，门脉冲信号发生器200，偏置电压单元300，差分放大器400，合束器500。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术进行清楚、完整地描述。如图2所示，一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管100、门脉冲信号发生器200以及偏置电压单元300，所述门脉冲信号发生器200通过电容C1加载在雪崩二极管100的阴极，所述偏置电压单元300通过电阻R1加载在雪崩二极管100的阴极，所述雪崩二极管100的阳极分别连接电阻R2接地以及差分放大器400，所述差分放大器400的两路输出端，分别输出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器500，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器500，所述合束器500输出端输出雪崩信号。外部光信号入射至雪崩二极管100的探测面时，雪崩二极管100产生雪崩信号，而门脉冲信号经过雪崩二极管100会生成周期性的尖峰信号，雪崩信号及尖峰噪声由雪崩二极管100的阳极，经过电阻R2输出；如图3所示，输出的信号经过差分放大器400放大，并输出两路幅值相等、相位相反的信号，其中一路信号不经过延时直接输入到合束器500，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器500；输入到合束器500的两个信号相加后，尖峰噪声被抑制，雪崩信号可以提取出来。由于在差分放大器400中，雪崩信号已经放大，所以合束器输出的信号可以不再放大，直接输出到后续处理电路。综合本技术的结构可知，本技术的GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，从雪崩二极管输出的雪崩信号以及尖峰信号经过差分放大器差分放大后分束，分束出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器，然后在合束器中两路信号相加，尖峰噪声被抑制，雪崩信号可以提取出来，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，原先的三级处理电路经改进变为两级处理电路，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，同时有利于缩小PCB面积，降低了系统电路的冗杂度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管、门脉冲信号发生器以及偏置电压单元，所述门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，所述偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，其特征在于：所述雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地以及差分放大器，所述差分放大器的两路输出端，分别输出两路大小相等、相位相反的信号，其中一路不经过延时直接输入到合束器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到合束器，所述合束器输出端输出雪崩信号。

【技术特征摘要】
1.一种GHz近红外单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管、门脉冲信号发生器以及偏置电压单元，所述门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，所述偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，其特征在于：所述雪...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛祥，周朝阳，曹文钊，赵义博，
申请(专利权)人：浙江九州量子信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33