[发明专利]一种单光子探测器电路及其探测方法

权利要求书

1.一种单光子探测器电路，包括偏置电压单元、门控脉冲发生器、雪崩光电二极管APD，所述偏置电压单元通过第一电阻R1的一端与雪崩光电二极管APD的阴极连接，门控脉冲发生器通过第一电容C1的一端与雪崩光电二极管APD的阴极连接，雪崩光电二极管APD的阳极接负载电阻RL；其特征在于还包括与雪崩光电二极管APD的阳极顺次连接的高速放大器、高速比较器和高速计数器。

2.根据权利要求1所述单光子探测器电路，其特征在于所述高速放大器的带宽下限范围为：0.35GHz至3.5GHz，高速放大器用于使得门控脉冲发生器产生的电尖峰和雪崩信号在时域上被分离。

3.根据权利要求1所述单光子探测器电路，其特征在于所述高速比较器的响应时间为：小于门控脉冲发生器产生的门控脉冲的最快上升或下降时间，高速比较器用于响应门控脉冲发生器产生的电尖峰和雪崩信号。

4.一种权利要求1至3任一项所述单光子探测器电路的探测方法，其特征在于包括以下步骤：

1）雪崩光电二极管APD通过偏置电压单元，被偏置在雪崩电压之下；

2）来自门控脉冲发生器的门控电压与输入的光脉冲同步，通过第一电容C1耦合到雪崩光电二极管APD的阴极，使在有光信号到达时，偏置电压达到雪崩电压之上；

3）门控脉冲发生器产生的电尖峰与雪崩信号通过高速放大器放大，再通过高速比较器进行幅度鉴别，产生一个或两个脉冲输出；

4）高速计数器根据高速比较器的鉴别结果，获取脉冲数目，判断有无雪崩信号的产生，从而进行单光子信号的甄别。

5.根据权利要求4所述的探测方法，其特征在于步骤4）所述单光子信号的甄别的条件为：高速计数器的计数值为1时，没有探测到光子；当高速计数器的计数值为2时候，探测到光子。

6.根据权力要求5所述的探测方法，其特征在于所述高速比较器的阈值电平低于门控脉冲发生器产生的电尖峰的幅度。