[发明专利]用于测量光子时间信息的装置及方法

权利要求书

1.一种用于测量光子时间信息的装置，包括：

电流检测电路，其用于连接光电传感器，检测所述光电传感器输出的初始信号并生成相应的检测信号；以及

处理电路，所述处理电路的输入端连接所述电流检测电路的输出端，所述处理电路用于根据所述检测信号确定所述光电传感器检测到的高能光子的到达时间，根据所述检测信号估计有效事件发生时累积在所述电流检测电路中的积分模块中的电荷量以估计时间漂移量，并基于所述时间漂移量对所述到达时间进行修正；

其中，所述电流检测电路包括所述积分模块、比较器、传输控制器和负反馈模块，其中，

所述积分模块用于连接所述光电传感器的输出端和所述负反馈模块的输出端，接收来自所述光电传感器的所述初始信号和来自所述负反馈模块的反馈信号，对所述初始信号和所述反馈信号的差进行积分并且输出积分信号；

所述比较器的一个输入端连接所述积分模块的输出端并且所述比较器的另一输入端接入参考电平，所述比较器用于将所述积分信号与所述参考电平进行比较并生成比较信号；

所述传输控制器的输入端连接所述比较器的输出端，所述传输控制器用于利用时钟信号控制所述比较信号的传输以输出数字信号，其中所述数字信号中的、持续时间等于所述时钟信号的周期的高电平代表第一逻辑电平，所述数字信号中的、持续时间等于所述时钟信号的周期的低电平代表第二逻辑电平，所述检测信号是所述数字信号，

所述负反馈模块的输入端连接所述传输控制器的输出端，所述负反馈模块用于将所述数字信号转换为所述反馈信号并且将所述反馈信号反馈给所述积分模块；

其中，所述处理电路的输入端连接所述传输控制器的输出端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理电路通过以下方式确定所述到达时间：

根据所述数字信号中的高电平和低电平的出现规律确定有效触发时间并将所述有效触发时间作为所述到达时间，其中，所述有效触发时间是有效事件触发所述数字信号中的高电平的时间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理电路通过以下方式估计所述时间漂移量：

根据所述数字信号中的高电平和低电平的出现规律确定在所述有效触发时间之前的前一暗触发时间，其中，所述暗触发时间是暗事件触发所述数字信号中的高电平的时间；

计算所述有效触发时间和所述前一暗触发时间之间的时间间隔；

估计在所述时间间隔内发生的暗事件的量；以及

根据在所述时间间隔内发生的暗事件的量估计所述时间漂移量。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述暗事件的量包括暗事件的数量、暗事件的电荷量或暗事件的能量。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理电路通过以下方式根据在所述时间间隔内发生的暗事件的量估计所述时间漂移量：

利用查找表和在所述时间间隔内发生的暗事件的量估计所述时间漂移量，其中，所述查找表用于记录暗事件的量和时间漂移量之间的关系。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考电平等于所述光电传感器检测到特定数目的可见光子时所输出的初始信号在所述积分模块中进行积分所获得的积分信号的电平值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述特定数目等于10。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理电路进一步包括能量测量模块，用于根据所述检测信号确定所述光电传感器检测到的高能光子的能量。