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单光子计数器系统简介

发布时间:2020-11-27 09:40:48 浏览量:1191 作者:Hadlee

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单光子计数器现可分两大类:时间相关单光子计数器和单光子计数器/单光子探测器;前者更多被称作时间相关单光子计数器

tcspc),更多应用在比较关心单光子对应的时间信息,而其根据分辨率不同、通道数不同又存在差异;后者更多被称为单光子探测

器,因为其内部集成有APD可探测单光子,对于要求探测器精度不高的场景,应用更加偏重单光子的数量,这种产品既涵盖了单光子

探测器的功能,又集成了单光子计数器的功能。


本篇着重介绍后者,单光子计数器/单光子探测器(SPD)。基本框图如下图所示,主要由APD、偏压控制、温度控制、信号采样、信

号处理模块、MCU控制器组成。


 

图1 系统框图


从上图可看出,其核心部件是APD;当光照射在APD上,在偏置电压下产生雪崩效应,此时经过APD流过大一定的电流,在采样电阻

上产生电信号,该电压信号经过幅值甄别、滤波处理、信号二次整形等处理;经过这样一些处理,信号更加便于后级处理;此时的信号

经MCU采样,将信号数据传输到PC端显示出来。其中,此时偏压控制提供的偏压值并不是APD产生雪崩效应的最佳偏压值,我们后面

再讨论这样做的优势;APD产生雪崩效应时,流过的电流峰值远远大于其静态时流过的电流值,而当APD导通时在一定条件下可以等

效为一个电阻,大电流流过电阻产生大量的热能;在不同温度下,APD在雪崩时下产生的电子和空穴相差较大;因此,为了提高计数

精度,必须使APD的温度保持在一定的范围内。



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