[发明专利]单点采样判决单光子探测器及其采样判决方法

摘要

一种单点采样判决单光子探测器，包括APD电路、采样电路、数字信号处理电路、存储电路、控制电路、探测时钟电路和采样时钟电路，APD电路输出端依次串接采样电路和数字信号处理电路，控制电路读取数据处理结果并控制步骤，控制电路控制采样时钟电路输出的采样时钟的相移量，探测时钟电路输出为APD电路和采样时钟电路提供同源时钟，采样时钟电路将移相了的探测时钟输出给采样电路作采样时钟，使得采样电路能够按指定的相位在每个探测周期内采集数据。本发明提供一种合理的方法将探测的工作频率和采样得到的数据量减少到与APD电路输入信号相同，并按照探测要求的暗计数概率和探测效率对采样相位和判决阈值作统计意义上的最优选择。

主权项

1.一种单点采样判决单光子探测器的采样判决方法，应用单点采样判决单光子探测器，它包括APD电路、采样电路、数字信号处理电路、存储电路、控制电路、探测时钟电路和采样时钟电路，所述的APD电路的探测信号输出端依次串接采样电路和数字信号处理电路，采样电路用于将APD电路输出的模拟信号转换为数字信号，数字信号处理电路对采样电路输出的信号进行处理，控制电路与数字信号处理电路双向连接，读取数据处理结果并控制数据处理的步骤，控制电路的控制信号输出端与采样时钟电路的控制信号输入端连接，控制采样时钟电路输出的采样时钟的相移量，探测时钟电路的时钟信号输出端同时连接APD电路和采样时钟电路，为APD电路和采样时钟电路提供同源时钟，采样时钟电路的时钟信号输出端与采样电路的时钟信号输入端连接，将移相了的探测时钟输出给采样电路作采样时钟，使得采样电路能够按指定的相位在每个探测周期内采集数据；其特征是该方法包括以下步骤：采用APD电路探测输入光子，输出光生电流；采样电路对APD电路输出的光生电流在相位G进行单点采样，获取光生电流在该相位的数字信号并发送至数字信号处理电路，数字信号处理电路将相位G的数字信号作为实时探测值进行存储；在数字信号处理电路中，将当前的探测值与判决阈值D比较，进行判决；采样相位G和判决阈值D根据APD电路在有光子输入和无光子输入时的输出统计特性进行设置，设置步骤为：(a)、在一个探测周期T内选择n个采样相位，n满足：n/T不小于APD探测信号带宽的2倍，其中第i个相位为2πi/n+2πt/T，其中i为整数，且0≤i≤n‑1，t表示时间，0

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