一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法及系统技术方案

本申请公开了一种提高SiPM光电传感器的线性响应动态范围的方法和系统，包括：将接收到的入射光信号进行光束整形，并使整形后的光信号照射到后置的SiPM传感器的感光面上；所述SiPM传感器将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器；所述跨阻放大器将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器；所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正；该方法的设计一方面通过对强光照射下的响应输出信号进行非线性修正，提高SiPM对强光响应的线性度；另一方面通过提高电路分辨率优化SiPM对弱光响应的线性度，最终使SiPM的线性动态响应范围达到6个量级(pW

【技术实现步骤摘要】
一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法及系统


[0001]本申请涉及光电探测器
，特别涉及一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法。此外，本申请还涉及一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的系统。

技术介绍

[0002]SiPM(silicon photomultiplier，硅光电倍增管)或MPPC(multi
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pixel photo
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counter，多像素光子计数器)是一种新兴的具有较高内部增益的(10^5～10^6)光电探测器件。与传统的PMT(Photo multiplier tube，光电倍增管)相比，SiPM具有体积小，结构紧凑，产品一致性好，可靠性强等特点；且可在低偏压下工作，具有良好的抗磁场干扰和耐机械冲击性能；具有高增益、高光子探测效率、快速响应、以及优良的时间分辨率和宽光谱响应范围等优点。目前广泛应用于高能物理、核医学、雷达测距、免疫荧光检测等领域。
[0003]从工作原理上讲，SiPM是由一系列工作在盖革模式(Geiger Mode，或计数模式)下的雪崩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高SiPM光电传感器的线性响应动态范围的方法，其特征在于，包括：将接收到的入射光信号进行光束整形，以使整形的光信号照射到后置的SiPM光电传感器的感光面上；所述SiPM光电传感器将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器；所述跨阻放大器将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器；所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正；所述SiPM光电传感器的增益放大倍数、跨阻放大器的增益放大倍数、和非线性放大器的增益放大倍数通过微处理器进行设置；所述SiPM光电探测器的线性动态响应范围为pW
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uW的6个量级。2.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正”，包括：在弱光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第一预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数为一固定倍数；和/或，在强光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第二预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数随着所述跨阻放大器输出的电压信号的强度呈非线性变化。3.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述SiPM光电传感器将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器”，包括：所述SiPM光电传感器的光电增益可以由微处理器，根据输入光信号的强度范围，调节传感器增益控制信号来改变加在光电传感器上的反向偏压。4.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述跨阻放大器将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器”，包括：通过微型处理器设定不同的反馈电阻的阻值，使得所述跨阻放大器具有不同的电流—电压转换倍数，以匹配不同强度范围的入射光信号，使得对应输出的电压信号落在后续信号处理电路的线性响应范围内。5.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述非线性放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宁一，刘开，顾泽良，
申请(专利权)人：维林光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：