[发明专利]双极性自平衡APD单光子探测系统

权利要求书

1.双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于包括有用于感应外来极弱光的雪崩光电管电路（1），所述雪崩光电管电路（1）两端并联有用于提供正负双极性高偏压的正负双极性偏压产生电路（2）和用于提供双极性门脉冲的双极性门脉冲产生电路（3），所述雪崩光电管电路（1）输出端顺次连接有用于隔离取样的传输线变压器电路（4）、用于消除信号容性噪声的自差分噪声消除电路（5）、用于信号放大的宽带放大器电路（6）、以及用于雪崩鉴别的高速比较器电路（7）。

2.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述雪崩光电管电路（1）包括有雪崩光电管D3和取样电阻R36,所述雪崩光电管D3极与电阻R36一端连接，所述雪崩光电管D3负极与取样电阻R36另一端作为雪崩光电管电路（1）偏压信号与门脉冲信号汇合输入端、其与正负双极性偏压产生电路（2）输出端、双极性门脉冲产生电路（3）输出端连接，所述取样电阻R36两端作为雪崩光电管电路（1）信号输出端与传输线变压器电路（4）连接。

3.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述正负双极性偏压产生电路（2）为可提供正负双极性高压的外部可控电源。

4.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述双极性门脉冲产生电路（3）包括有顺次连接的时钟脉冲发生器（30）、微分电路（31）、用于在特定的比较阈值情况下输出正负双极性脉冲的高速比较器电路（32）、用于对比较后输出的两路脉冲的宽度进行压缩的脉冲压缩电路（33）、用于对两路压宿后脉冲的幅度进行放大的放大器电路（34）、以及用于将脉冲的基准电平钳位在零点位的钳位电路（35），经过钳位电路（35）钳位后的正负两路门脉冲加载在雪崩光电管电路（1）两端。

5.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述自差分噪声消除电路（5）包括有用于将输入信号分成相同两束信号的功分器（50）和用于容性噪声抵消的合束器（53），所述功分器（50）两输出端与合束器（53）两输入端之间对应连接有互相相差一个时钟周期的第一延时线（51）和第二延时线（52）。

6.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述宽带放大器电路（6）采用宽带放大器THS3201。

7.根据权利要求1所述的双极性自平衡APD单光子探测系统，其特征在于所述高速比较器电路（7）采用比较器ADCMP572。