[发明专利]用于测量光子信息的装置

权利要求书

1.一种用于测量光子信息的装置，包括主测量电路和时间测量电路，所述时间测量电路包括：

转换模块，用于将光电传感器输出的初始信号转换为电压形式的转换信号；

微分模块，所述微分模块的输入端连接所述转换模块的输出端，所述微分模块用于对所述转换信号进行微分并输出微分信号；

第一比较器，所述第一比较器的一个输入端连接所述微分模块的输出端并且所述第一比较器的另一输入端接入第一参考电平，所述第一比较器用于将所述微分信号与所述第一参考电平进行比较并生成第一比较信号；以及

时间测量模块，所述时间测量模块的输入端连接所述第一比较器的输出端，所述时间测量模块用于根据所述第一比较信号测量所述光电传感器检测到的高能光子的到达时间；

所述主测量电路用于接收所述初始信号并利用所述初始信号进行与所述高能光子相关的期望测量；

其中，所述主测量电路包括积分模块、第二比较器、传输控制器、负反馈模块和主测量模块，其中，

所述积分模块连接所述负反馈模块的输出端，所述积分模块用于接收所述初始信号和来自所述负反馈模块的反馈信号，并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；

所述第二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第二比较器的另一输入端接入第二参考电平，所述第二比较器用于将所述积分信号与所述第二参考电平进行比较并生成第二比较信号；

所述传输控制器的输入端连接所述第二比较器的输出端，所述传输控制器用于利用时钟信号控制所述第二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；

所述主测量模块的输入端连接所述传输控制器的输出端，所述主测量模块用于根据所述数字信号进行所述期望测量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一参考电平大于特定数目的暗事件所对应的初始信号经由所述转换模块和所述微分模块处理后所获得的微分信号的电压值。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述特定数目等于1。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主测量电路是一个主测量电路，所述时间测量电路包括与一个或多个光电传感器一一对应的一个或多个时间测量电路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间测量电路是一个时间测量电路，所述主测量电路包括与一个或多个光电传感器一一对应的一个或多个主测量电路。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间测量电路包括与多个光电传感器组成的阵列中的一行或多行一一对应的一个或多个时间测量电路，所述主测量电路包括与所述阵列中的一列或多列一一对应的一个或多个主测量电路，所述装置进一步包括综合测量模块，所述综合测量模块的输入端连接所述一个或多个主测量电路的输出端和所述一个或多个时间测量电路的输出端，

所述综合测量模块用于根据所述一个或多个主测量电路输出的期望测量信号和所述一个或多个时间测量电路输出的时间测量信号确定检测到高能光子的特定光电传感器并将所述期望测量信号和所述时间测量信号与所述特定光电传感器相关联。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一比较器和所述时间测量模块中的一者或两者由现场可编程逻辑阵列实现。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主测量电路包括能量测量模块，用于利用所述初始信号测量所述高能光子的能量。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主测量电路包括暗电流测量模块，用于利用所述初始信号测量所述光电传感器检测到的暗电流。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主测量电路包括波形测量模块，用于对所述初始信号进行波形重建和波形测量。