一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器，包括主动淬灭电路、主动恢复电路；主动淬灭电路包括APD芯片、反向放大器、高速比较器和鉴别电平调整电路，APD芯片阳极通过平衡电容Cc接至高速比较器的正向输入端，同时在阳极接在直流偏置控制电路上；APD芯片阴极分两路，其中一路经过平衡电阻R和平衡电容Cd1连接至高速比较器的反向输入端和鉴别电平调整电路，另一路接淬灭晶体管偏置电路；高速比较器正向输出端接反向放大器后生成淬灭信号送至APD芯片的阴极；主动恢复电路为FPGA控制一脉冲触发器，脉冲触发器与高速比较器的正向使能端连接。其优点在于可直接用USB供电，且在低死时间、高探测效率时，具有较低的后脉冲概率，实用性很强。

【技术实现步骤摘要】
一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器
本专利技术属于高速量子探测光电探测领域，具体涉及一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器。
技术介绍
单光子探测器是单光子探测系统的核心，目前应用于单光子探测器的光电转换器件主要有光电倍增管(PMT)和雪崩二极管(APD)，其他的还有真空雪崩二极管(VAPD)、超导转换边缘传感器(TES)、增强光电二极管(IPD)和超导单光子探测器(SSPD)等等。其中，光电倍增管适用于紫外及可见光，但工作电压高、量子效率低、体积大；真空雪崩光电二极管和增强光电二极管是半导体器件与真空电子器件结合在一起制成的新型光电探测器，阴极材料是GaAs、GaAsP或InGaAs-InP，缺点是相对较高的后脉冲概率已经成为其的主要性能瓶颈，严重影响实际应用；超导转换边缘传感器和超导单光子探测器制冷方面的限制使其研究处于实验室阶段。雪崩光电二极管(APD)具有量子效率较高，体积很小且不需要太高的偏压，环境要求较低等特点，是目前单光子探测领域最有优势的探测器，但现有技术存在一下问题，在一次雪崩淬灭后SPAD倍增区的少量雪崩载流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器，其特征在于，包括主动淬灭电路、主动恢复电路；主动淬灭电路包括APD芯片、高速比较器、反向放大器和鉴别电平调整电路，所述APD芯片阳极通过平衡电容Cc接至高速比较器的正向输入端，同时在阳极接在直流偏置控制电路上；APD芯片阴极分两路，其中一路经过平衡电阻R和平衡电容Cd1连接至高速比较器的反向输入端和鉴别电平调整电路，另一路接淬灭晶体管偏置电路；高速比较器正向输出端接反向放大器后生成淬灭信号送至APD芯片的阴极；主动恢复电路为FPGA控制D触发器，D触发器产生的恢复信号与高速比较器的正向使能端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器，其特征在于，包括主动淬灭电路、主动恢复电路；主动淬灭电路包括APD芯片、高速比较器、反向放大器和鉴别电平调整电路，所述APD芯片阳极通过平衡电容Cc接至高速比较器的正向输入端，同时在阳极接在直流偏置控制电路上；APD芯片阴极分两路，其中一路经过平衡电阻R和平衡电容Cd1连接至高速比较器的反向输入端和鉴别电平调整电路，另一路接淬灭晶体管偏置电路；高速比较器正向输出端接反向放大器后生成淬灭信号送至APD芯片的阴极；主动恢复电路为FPGA控制D触发器，D触发器产生的恢复信号与高速比较器的正向使能端连接。


2.根据权利要求1所述的一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器，其特征在于，所述APD芯片装在陶瓷支架上，陶瓷支架粘在铜片上，铜片粘在两级热电制冷片上；APD芯片以及平衡电阻R、陶瓷支架、铜片、热电制冷片、平衡电容Cc、平衡电容Cd1均置于封闭的管壳中，APD芯片的两级通过引线连接到管壳外边的管脚上，管脚焊接在主动淬灭电路上；APD芯片的阴阳极之间串联了电容C22和电阻R15。


3.根据权利要求1所述的一种集成化的低延时主动淬灭近红外单光子探测器，其特征在于，所述反向放大器输入端设有电阻R1，作为高速比较器电平的下拉电阻，电平大小由输出电流限制决定。


4.根据权利要求1所述的一种集成化的低延时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊良，许伊宁，李永富，刘兆军，赵显，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37