CN114157279B - 一种门控pmt电路及其控制方法和光电探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种门控PMT电路及其控制方法和光电探测器，涉及光电探测技术领域，包括门控单元；光电倍增管至少包括依次设置的第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极；以及高压电路包括依次设置的第一供电端口、第二供电端口和第三供电端口，第一供电端口通过门控单元与第一倍增极电连接，第三供电端口通过门控单元与第三倍增极电连接，第二供电端口与第二倍增极电连接；当光电倍增管关闭时，第一倍增极的电位等于第三倍增极的电位。本申请中使光电倍增管内的某些倍增极之间的电场反向，从而实现电子的逆流，达到减少或者禁止电流输出，进而实现对强光的屏蔽作用。

Description

一种门控PMT电路及其控制方法和光电探测器

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，具体而言，涉及一种门控PMT电路及其控制方法和光电探测器。

背景技术

在诸多领域，在探测的弱光时间窗口的前后会伴随着一定时间的强光，会导致光电探测器因过饱和而损坏。解决强光输入一般有多种方法，主要手段是限制强光的输入或者限制探测器的工作时间，从而实现对强光的过滤，对弱光的监测，但是目前市场上销售的单光子探测器极少有门控的功能，从而导致很多光学探测设备需要大量的光学设计或者机械设计从而实现对强光的屏蔽作用，不仅增加了设计难度而且增加了产品的成本，先亟需一种门控PMT电路解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种门控PMT电路及其控制方法和光电探测器，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种门控PMT电路，包括：门控单元、光电倍增管和高压电路，所述光电倍增管至少包括依次设置的第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极；以及高压电路，所述高压电路包括依次设置的第一供电端口、第二供电端口和第三供电端口，所述第一供电端口通过所述门控单元与所述第一倍增极电连接，所述第三供电端口通过所述门控单元与所述第三倍增极电连接，所述第二供电端口与所述第二倍增极电连接；当光电倍增管工作时，所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第一供电端，并导通所述第三倍增极和所述第三供电端，所述第一倍增极、所述第二倍增极和所述第三倍增极依次形成电势差；当光电倍增管关闭时，所述第一倍增极的电位等于所述第三倍增极的电位。

进一步地，当光电倍增管关闭时，所述第一倍增极的电位大于零或者小于零。

进一步地，所述门控单元包括隔离单元、第一选择单元、第二选择单元和用于与第一倍增极或第三倍增极电连接的电压输出端；所述电压输出端通过所述第一选择单元与所述第一供电端口电连接，所述电压输出端通过所述第二选择单元与所述第三供电端口电连接；所述隔离单元，所述隔离单元用于接受门控信号，并触发所述第一选择单元导通所述电压输出端与所述第一供电端口，或触发所述第二选择单元导通所述电压输出端与所述第三供电端口。

进一步地，所述隔离单元包括变压器T1和变压器T2；所述变压器T1的第二引脚用于接受所述门控信号中的第一电信号，所述变压器T1的第二引脚用于接受所述门控信号中的第二电信号，所述变压器T1的第一引脚和所述变压器T2的第一引脚均与固定电位端口连接，所述变压器T1的第一引脚和所述变压器T1的第二引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T1的第三引脚和第四引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T1的第五引脚和第六引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T2与所述变压器T1的设置相同。

进一步地，所述第一选择单元包括电阻R1、电阻R2、场效应管Q1、场效应管Q2、半导体二极管D1和电容C1；所述场效应管Q2的G极与所述变压器T2的第三引脚电连接，所述场效应管Q2的S极与所述变压器T1的第六引脚电连接,所述场效应管Q2的D极通过所述半导体二极管D1与所述变压器T1的第五引脚电连接,所述半导体二极管D1导通所述变压器T1的第五引脚到所述场效应管Q2的D极；所述场效应管Q1的G极与所述场效应管Q2的D极电连接，所述场效应管Q1的D极通过电阻R1与第一供电端口电连接，所述场效应管Q1的D极通过电容C1与所述场效应管Q1的S极电连接，所述场效应管Q1的S极通过电阻R2与电压输出端电连接，所述场效应管Q1的S极与所述场效应管Q2的S极电连接。

进一步地，所述第二选择单元包括场效应管Q3、场效应管Q4、半导体二极管D2、电容C2和电阻R3；所述场效应管Q3的D极与所述场效应管Q1的S极电连接，所述场效应管Q3的D极与所述变压器T2的第四引脚电连接，所述场效应管Q3的D极通过电容C2与所述场效应管Q3的S极电连接，所述场效应管Q3的S极通过电阻R3与所述第二供电端电连接，所述场效应管Q3的S极分别与所述变压器T1的第四引脚、所述变压器T2的第六引脚电连接和所述场效应管Q4的S极电连接，所述场效应管Q3的G极所述半导体二极管D2与所述变压器T2的第五引脚电连接，所述半导体二极管D2导通所述变压器T2的第五引脚到所述场效应管Q3的G极；所述场效应管Q4的D极与所述场效应管Q3的G极电连接,所述场效应管Q4的S极与分别所述变压器T1的第四引脚和所述变压器T2的第六引脚电连接，所述场效应管Q4的G极与所述变压器T1的第三引脚电连接。

进一步地，所述高压电路为Cockcroft-Walton电路。

第二方面，本申请中提供了一种门控PMT电路控制方法，使用权利要求1-7任一项所述的门控PMT电路，包括：

获取门控信息，所述门控信息包括开启探测器或关闭探测器；

若所述门控信息为开启探测器，则向所述门控单元的变压器T1的第二引脚发送第一电信号，向所述门控单元的变压器T2的第二引脚发送第二电信号，所述第一电信号和所述第二电信号用于触发所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第一供电端，并导通所述第三倍增极和所述第三供电端，所述第一倍增极、所述第二倍增极和所述第三倍增极依次形成电势差；

若所述门控信息为关闭探测器，则向所述门控单元的所述变压器T1的第二引脚发送第二电信号，向所述门控单元的所述变压器T2的第二引脚发送第一电信号，所述第一电信号和所述第二电信号用于触发所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第三供电端，或导通所述第三倍增极和所述第一供电端，所述第一倍增极的电压等于所述第三倍增极的电位。

第三方面，本申请中提供了一种光电探测器，所述光电探测器使用如权利要求1-7中任意一项所述的门控PMT电路。

本发明的有益效果为：

本发明针对于工作高压在1000V以上的PMT探测器，可以通过部改变高压输出的情况下直接对其门控，同时使光电倍增管内的某些倍增极之间的电场反向，从而实现电子的逆流，达到减少或者禁止电流输出，进而实现对强光的屏蔽作用。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为所述门控PMT电路的结构示意图；

图2为所述FPGA单元的结构示意图；

图3为所述高压电路、所述门控单元和所述光电倍增管的连接示意图；

图4为所述门控单元的结构示意；

图5为门控单元随PWM1和PWM2的输出状态变化示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

目前光电探测领域屏蔽一定时间窗口内的强光照射一直是一个技术难题，需要花费大量的人力物理去调试近场的强光入射能量，而且灵活性差。因此需要一种技术手段可以实现快速门控功能，同时尽可能的减小对光学系统的依赖。但是现有技术中大多数不能对于工作在在1000V以上光电倍增管上进行控制，目前市场上也没有可以电子元器件能直接对该高压进行门控。

而本申请的目的是为了实现一种快速响应门控单光子探测器，可以满足绝大多数光电探测领域的应用需求，既可以实现对强光的屏蔽也可以实现对弱光的监测。

如图1所示，本实施例提供了一种门控PMT电路。

参见图1，图1中示本申请的结构示意图，其中包括FPGA单元、高压电路、门控单元、光电倍增管和运放单元。

其中，在本申请中通过FPGA单元对外通信，其中FPGA采用UART接口的对外通信，其中主要通信内容为门控指令、高压值以及状态输出信息，具体结构以及作用，由于为现有技术，本申请中不再赘述。同时高压电路即为电源的输入电压升至光电倍增管的工作电压，并且可以通过外部输入信号控制高压的电压值，从而设置PMT探测器的灵敏度具体而言，在本申请中，高压电路采用Cockcroft-Walton电路，其由PWM发生器、高速MOSFET、变压器、二极管、高压电容、运放及电阻等组成，其功能主要是产生可以由ADC_IN来配置的高压K，以及给光电倍增管的各个倍增极供电的电压，该高压电路是一个闭环系统，高压生成运行稳定可靠。Cockcroft-Walton电路采用了电容、二极管组成的自举电路，可以实现将电压升至几百伏或者数千伏，并且具有较小的文波，通过该自举电路可以有效降低高压模块的体积和功耗。由于Cockcroft-Walton电路为现有技术，在实际应用中可以根据实际需求调整线性关系，本申请中也不再赘述。在本申请中，门控单元为改变光电倍增管中的各个倍增极之间的电压关系实现对探测器的控制。而运放单元则是将光电倍增管的输出电流信号进行电流到电压的转换与放大。

进一步而言，在本申请中，FPGA单元包括FPGA、DAC、ADC以及74系列驱动芯片，参见图2，图中示出了FPGA单元的示意图，其中包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、ADC模拟信号采集芯片U1、第一配置芯片U2、逻辑芯片U5、DAC芯片U6、驱动隔离芯片U7、第一驱动芯片U3和第二驱动芯片U4。其中，在本申请中，ADC模拟信号采集芯片U1，用于R1两端的电压差和R2和R3之间的电压值的采集。配置芯片U2，用于存储配置代码。第一驱动芯片U3和第二驱动芯片U4用于驱动隔离。逻辑芯片U5，用于对U1采集数据的分析、UART指令的解析、门控信号的判决及转换，并且将板卡的状态(电流值、电压值、门控信号、PMT工作)等状态通过UART发送出去。DAC芯片U6用于输出指令配置的电压，来调整高压模块的输出电压，进而实现对光电倍增管的控制，驱动隔离芯片U7，用于输出经过逻辑芯片U5检测后的门控信号，用于驱动光电倍增管的门控功能。其中电阻R1与Uin电连接，而ADC模拟信号采集芯片U1与电阻R1两端连通，ADC模拟信号采集芯片U1通过检测电阻R1两端的电压差就可获得设备的整体电流值。其公式为I＝Ui÷R1。电阻R2和电阻R3串联并且一端接地一端与Uin电连接，在本申请中电阻R2和电阻R3组成的串联电阻网络主要作用是产生分压，而ADC模拟信号采集芯片U1还与串联电阻网络中部，上述串联电阻网络中部即为电阻R2和电阻R3连接点处，然后ADC模拟信号采集芯片U1通过检测电阻R2和电阻R3之间的电压值，来计算输入电源电压值。其公式为Uin＝(R2+R3)Uv/R3。其中，ADC模拟信号采集芯片U1、第一配置芯片U2、DAC芯片U6、驱动隔离芯片U7、第一驱动芯片U3和第二驱动芯片U4均与逻辑芯片U5电连接，驱动隔离芯片U7与门控单元电信号连接，DAC芯片U6与高压电路电信号连接。

参见图3，图3使出了高压电路、门控单元和光电倍增管的连接示意图，其中，光电倍增管，光电倍增管至少包括依次设置的第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极；需要说明的是，为了便于理解，可以将图3中的第一倍增极记为DY1、第二倍增极记为DY2和第三倍增极记为DY3，以及高压电路，高压电路包括依次设置的第一供电端口、第二供电端口和第三供电端口，第一供电端口通过门控单元与第一倍增极电连接，第三供电端口通过门控单元与第三倍增极电连接，第二供电端口与第二倍增极电连接；当光电倍增管工作时，门控单元导通第一倍增极和第一供电端，并导通第三倍增极和第三供电端，第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极依次形成电势差；当光电倍增管关闭时，第一倍增极的电位等于第三倍增极的电位。在本申请中，通过控制光电倍增管的某倍增极之间的压差即可实现对光电倍增管的控制，在现有技术中，门控信号若要控制光电倍增管的每一倍增极的供电，门控需要控制其K级的千伏高压，目前市场上的半导体器件是满足不了这样的电压需求的，如果采用继电器之类的机械门控器件，则无法满足快速响应的特点。但是在本申请中通过改变光电倍增管中某几个倍增极电压变化，即可实现光电倍增管电压变化，进而实现光电倍增管关闭的效果。

进一步而言，在本申请中，通过将第一倍增极的电位改变为第三倍增极的电位相同，或则是将第三倍增极的电位改变为第一倍增极的电位的相同,具体而言，通过将第一倍增极的电位改变为第三倍增极的工作电位相同，或则是将第三倍增极的电位改变为第一倍增极的工作电位相同，第三倍增极的工作电位为光电倍增管正常工作时第三倍增极的电位，第一倍增极的工作电位为光电倍增管正常工作时第一倍增极的电位，换而言之，在本申请中，当光电倍增管关闭时，第一倍增极的电位大于零或者小于零，可以实现，在上述改变的方式，若是一个K级的千伏高压,则仅仅用改变三分一级个数的电压，即实现了光电倍增管关闭的效果。同时由于在本申请中第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极为依次设置，不管是将第一倍增极的电位改变为第三倍增极的电位相同，还是将第三倍增极的电位改变为第一倍增极的电位的相同，第一倍增极或第三倍增极的电位变化仅仅为2*δV，可以理解的是，在δ即为第一倍增极与第二倍增极和第二倍增极与第三倍增极的电位差值。由于在申请中，降低了第一倍增极或者是第三倍增极的变化范围，可以有效的降低门控噪声。并且在通过将第一倍增极的电位改变为第三倍增极的电位相同，或则是将第三倍增极的电位改变为第一倍增极的电位的相同，可以不用去控制高压电路的高压输出情况下对实现对光电倍增管的控制，相比现有技术，无需对高压电路控制，减少了高性能元器件使用，降低了Cockcroft-Walton电路输出控制，由于Cockcroft-Walton电路调试难度大，减少控制元器件增加的情况下，能有效减少Cockcroft-Walton设计难度。同时，在本申请中，由于第一倍增极和第三倍增极之间发生单向电位变化，以第三倍增极的电位改变为第一倍增极电位的相同的情况为例，即在第一倍增极电位与第二倍增极电位形成一个电场，第二倍增极电位与第三倍增极电位形成一个电场，由于在光电倍增管的第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极依次形成电势差，在电位转化后，第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极之间则电位变为低高低的情况，上述情况的出现即在第一倍增极与第二倍增极之间形成第一电场，在第二倍增极与第三倍增极之间形成第二电场，由于第二电场和第一电场相反从而实现电子的逆流，达到减少或者禁止电流输出，进而实现对强光的屏蔽作用。能更好的保护光电被光电倍增管。

同时进一步地，为更好的实现对光电倍增管中的电流进行屏蔽，在本申请中，门控单元的数量为光电倍增管的倍增极数量的三分之一。

参见图4，图中示出了门控单元的结构示意。在申请中由于门控单元的相应时间应该达到ns的控制级别，所以在本申请中采用电路控制的方式，具体地，门控单元包括隔离单元、第一选择单元、第二选择单元和用于与第一倍增极或第三倍增极电连接的电压输出端；电压输出端通过第一选择单元与第一供电端口电连接，电压输出端通过第二选择单元与第三供电端口电连接；隔离单元，隔离单元用于接受门控信号，并触发第一选择单元导通电压输出端与第一供电端口，或触发第二选择单元导通电压输出端与第三供电端口。其中通过隔离单元隔离低压的门控信号与高压的第一供电端口或第三供电端口，使得能保护FPGA的稳定工作。

具体而言，隔离单元包括变压器T1和变压器T2；变压器T1的第二引脚用于接受门控信号中的第一电信号，变压器T1的第二引脚用于接受门控信号中的第二电信号，变压器T1的第一引脚和变压器T2的第一引脚均与固定电位端口连接，变压器T1的第一引脚和变压器T1的第二引脚为同一绕组的两端部，变压器T1的第三引脚和第四引脚为同一绕组的两端部，变压器T1的第五引脚和第六引脚为同一绕组的两端部，变压器T2与变压器T1的电路连接设置相同。需要说明的是，在本申请中变压器T2与变压器T1中三个绕组的匝数比为1:1:1。

第一选择单元包括电阻R1、电阻R2、场效应管Q1、场效应管Q2、半导体二极管D1和电容C1；场效应管Q2的G极与变压器T2的第三引脚电连接，场效应管Q2的S极与变压器T1的第六引脚电连接,场效应管Q2的D极通过半导体二极管D1与变压器T1的第五引脚电连接,半导体二极管D1导通变压器T1的第五引脚到场效应管Q2的D极；场效应管Q1的G极与场效应管Q2的D极电连接，场效应管Q1的D极通过电阻R1与第一供电端口电连接，场效应管Q1的D极通过电容C1与场效应管Q1的S极电连接，场效应管Q1的S极通过电阻R2与电压输出端电连接，场效应管Q1的S极与场效应管Q2的S极电连接。

第二选择单元包括场效应管Q3、场效应管Q4、半导体二极管D2、电容C2和电阻R3；场效应管Q3的D极与场效应管Q1的S极电连接，场效应管Q3的D极与变压器T2的第四引脚电连接，场效应管Q3的D极通过电容C2与场效应管Q3的S极电连接，场效应管Q3的S极通过电阻R3与第二供电端电连接，场效应管Q3的S极分别与变压器T1的第四引脚、变压器T2的第六引脚电连接和场效应管Q4的S极电连接，场效应管Q3的G极半导体二极管D2与变压器T2的第五引脚电连接，半导体二极管D2导通变压器T2的第五引脚到场效应管Q3的G极；场效应管Q4的D极与场效应管Q3的G极电连接,场效应管Q4的S极与分别变压器T1的第四引脚和变压器T2的第六引脚电连接，场效应管Q4的G极与变压器T1的第三引脚电连接。

本申请中，通过上述的设置，在多级场效应管的设置，利用电压耦合的方式，一个根据门控信息快速的改变门控单元输出电压。可以达到ns级别的控制，并且不控制高压电路，快速实现门控的同时也能未对高压电路做出改变，较好的维护高压电路。

同时，需要说明的是，在本申请中的门控单元有多重接法。本申请中均可实现光电倍增管的开关控制，举例说明，在本申请中，门控单元的电压输出端与第一倍增极连通，然后在门控单元内部直接导通第三供电端口与第三倍增极，同时，门控单元的第一选择单元和第二选择单元分别与第一供电端口电连接和第二供电端口电连接即可，对于，本领域技术人员而言，也可以在本申请的基础上选择其余接法，本申请中不作出具体的限制。其中，在本申请中，N-MOSE作为场效应管。

具体的工作原理，参见图4举例说明，在本实施例中，第一供电端口的输出电位为-1000V，第二供电端口输出电位为-900V，第一电信号为一定的频率输出固定脉宽的脉冲，第二电信号为高电平12V，同时设置固定电位端口的电位为12V。对于本领域技术人员，关于第一供电端口、第二供电端口、第一电信号、第二电信号以及固定电位端口的详细设置可以根据实际需求进行设置，本申请中不作出具体的限制。其中PWM1和PWM2分别为第一信号和第二信号输出。

电压输出端电压为-900V的工作原理如下：

1、PWM1其以一定的频率输出固定脉宽的脉冲，PWM2输出为高电平12V；

2、PWM1输出0V时，由于变压器T2的第六引脚被钳制到了-900V，因此变压器T2的第五引脚会输出一个高脉冲：

3、变压器T2的第五引脚输出的高脉冲通过半导体二极管D2作用到场效应管Q3的G极，从而形成场效应管Q3的G极和S极之间的电压差，即场效应管的VBS>导通电压，因此场效应管Q3导通，场效应管Q3的D极电压等于场效应管Q3的S极为-900V；

4、变压器T2的第四引脚由于链接了场效应管Q3的D极因此电压被钳制在-900V，所以在PWM1的作用下变压器T2的第三引脚会输出高脉冲；

5、变压器T2的第三引脚会输出高脉冲作用在场效应管Q2的G极，形成场效应管Q2的G极与S极之间的电势差，因此场效应管Q2的VBE>导通电压，因此场效应管Q2导通，场效应管Q2的D极电压等于场效应管Q3的S极为-900V；

6、由于场效应管Q1的G极和S极都等于-900V，因此场效应管Q1不导通；

7、场效应管Q1不导通，场效应管Q3导通，则电压输出端电压为-900V。

电压输出端电压为-1000V的工作原理如下：

1、PWM2其以一定的频率输出固定脉宽的脉冲，PWM1输出为高电平12V；

2、PWM2输出0V时，由于变压器T1的第六引脚被钳制到了-900V，因此变压器T1的第五引脚会输出一个高脉冲。

3、变压器T1的第五引脚输出的高脉冲通过半导体二极管D1作用到场效应管Q1的G极，从而形成场效应管Q1的G极和S极之间的电压差，即场效应管Q1的VBS>导通电压，因此场效应管Q1导通，场效应管Q1的S极电压等于场效应管Q3的G极为-1000V。

4、变压器T1的第四引脚由于链接了电阻R3因此电压被钳制在-900V，所以在PWM2的作用下变压器T1的D极会输出高脉冲。

5、变压器T1的D极会输出高脉冲作用在场效应管Q4的G极，形成场效应管Q4的G极与S极之间的电势差，因此场效应管Q4的VBE>导通电压，因此场效应管Q4导通，场效应管Q4的D极电压等于场效应管Q4的S极为-900V。

6、由于场效应管Q3的D极和S极都等于-900V，因此场效应管Q3不导通。

7、场效应管Q1导通，场效应管Q3不导通，则电压输出端电压为-1000V。

一种门控状态结果，参见图5。

在上述电路设置中，本申请中的门控单元通过双模块两级嵌套的场效应管实现了低电压控制高电压输出的方式，对于光电倍增管的工作来说，其未对高压电路进行改变，进行巧妙的改变了电压输出方法，在ns级的响应之下完成了对光电倍增管的开启与关闭，同时使光电倍增管内的某些倍增极之间的电场反向，从而实现电子的逆流，达到减少或者禁止电流输出，进而实现对强光的屏蔽作用。

实施例2：

本实施例使用了实施例1的一种门控PMT电路控制方法。其中包括:

S100、获取门控信息，门控信息包括开启探测器或关闭探测器；

S200、若门控信息为开启探测器，则向门控单元的变压器T1的第二引脚发送第一电信号，向门控单元的变压器T2的第二引脚发送第二电信号，第一电信号和第二电信号用于触发门控单元导通第一倍增极和第一供电端，并导通第三倍增极和第三供电端，第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极依次形成电势差；

S300、若门控信息为关闭探测器，则向门控单元的变压器T1的第二引脚发送第二电信号，向门控单元的变压器T2的第二引脚发送第一电信号，第一电信号和第二电信号用于触发门控单元导通第一倍增极和第三供电端，或导通第三倍增极和第一供电端，第一倍增极的电压等于第三倍增极的电位。

实施例3：

本实施例使用了实施例1的一种光电探测器。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种门控PMT电路，其特征在于，包括：

门控单元；

光电倍增管，所述光电倍增管至少包括依次设置的第一倍增极、第二倍增极和第三倍增极；以及

高压电路，所述高压电路包括依次设置的第一供电端口、第二供电端口和第三供电端口，所述第一供电端口通过所述门控单元与所述第一倍增极电连接，所述第三供电端口通过所述门控单元与所述第三倍增极电连接，所述第二供电端口与所述第二倍增极电连接；

当光电倍增管工作时，所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第一供电端，并导通所述第三倍增极和所述第三供电端，所述第一倍增极、所述第二倍增极和所述第三倍增极依次形成电势差；当光电倍增管关闭时，所述第一倍增极的电位等于所述第三倍增极的电位；

所述门控单元包括隔离单元，所述隔离单元包括变压器T1和变压器T2；所述变压器T1的第二引脚用于接受门控信号中的第一电信号，所述变压器T1的第二引脚用于接受门控信号中的第二电信号，所述变压器T1的第一引脚和所述变压器T2的第一引脚均与固定电位端口连接，所述变压器T1的第一引脚和所述变压器T1的第二引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T1的第三引脚和第四引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T1的第五引脚和第六引脚为同一绕组的两端部；所述变压器T2的第一引脚和所述变压器T2的第二引脚为同一绕组的两端部；所述变压器T2的第三引脚和第四引脚为同一绕组的两端部，所述变压器T2的第五引脚和第六引脚为同一绕组的两端部所述变压器T2的第二引脚用于接受门控信号中的第一电信号，所述变压器T2的第二引脚用于接受门控信号中的第二电信号。

2.根据权利要求1所述的门控PMT电路，其特征在于：当光电倍增管关闭时，所述第一倍增极的电位大于零或者小于零。

3.根据权利要求1所述的门控PMT电路，其特征在于：所述门控单元包括隔离单元、第一选择单元、第二选择单元和用于与第一倍增极或第三倍增极电连接的电压输出端；

所述电压输出端通过所述第一选择单元与所述第一供电端口电连接，所述电压输出端通过所述第二选择单元与所述第三供电端口电连接；

所述隔离单元，所述隔离单元用于接受门控信号，并触发所述第一选择单元导通所述电压输出端与所述第一供电端口，或触发所述第二选择单元导通所述电压输出端与所述第三供电端口。

4.根据权利要求3所述的门控PMT电路，其特征在于：所述第一选择单元包括电阻R1、电阻R2、场效应管Q1、场效应管Q2、半导体二极管D1和电容C1；

所述场效应管Q2的G极与所述变压器T2的第三引脚电连接，所述场效应管Q2的S极与所述变压器T1的第六引脚电连接,所述场效应管Q2的D极通过所述半导体二极管D1与所述变压器T1的第五引脚电连接,所述半导体二极管D1导通所述变压器T1的第五引脚到所述场效应管Q2的D极;

所述场效应管Q1的G极与所述场效应管Q2的D极电连接，所述场效应管Q1的D极通过电阻R1与第一供电端口电连接，所述场效应管Q1的D极通过电容C1与所述场效应管Q1的S极电连接，所述场效应管Q1的S极通过电阻R2与电压输出端电连接，所述场效应管Q1的S极与所述场效应管Q2的S极电连接。

5.根据权利要求4所述的门控PMT电路，其特征在于：所述第二选择单元包括场效应管Q3、场效应管Q4、半导体二极管D2、电容C2和电阻R3；

所述场效应管Q3的D极与所述场效应管Q1的S极电连接，所述场效应管Q3的D极与所述变压器T2的第四引脚电连接，所述场效应管Q3的D极通过电容C2与所述场效应管Q3的S极电连接，所述场效应管Q3的S极通过电阻R3与所述第二供电端电连接，所述场效应管Q3的S极分别与所述变压器T1的第四引脚、所述变压器T2的第六引脚电连接和所述场效应管Q4的S极电连接，所述场效应管Q3的G极所述半导体二极管D2与所述变压器T2的第五引脚电连接，所述半导体二极管D2导通所述变压器T2的第五引脚到所述场效应管Q3的G极；

所述场效应管Q4的D极与所述场效应管Q3的G极电连接,所述场效应管Q4的S极与分别所述变压器T1的第四引脚和所述变压器T2的第六引脚电连接，所述场效应管Q4的G极与所述变压器T1的第三引脚电连接。

6.根据权利要求1所述的门控PMT电路，其特征在于：所述高压电路为Cockcroft-Walton电路。

7.一种门控PMT电路控制方法，使用权利要求1-6任一项所述的门控PMT电路，其特征在于，包括：

获取门控信息，所述门控信息包括开启探测器或关闭探测器；

若所述门控信息为开启探测器，则向所述门控单元的变压器T1的第二引脚发送第一电信号，向所述门控单元的变压器T2的第二引脚发送第二电信号，所述第一电信号和所述第二电信号用于触发所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第一供电端，并导通所述第三倍增极和所述第三供电端，所述第一倍增极、所述第二倍增极和所述第三倍增极依次形成电势差；

若所述门控信息为关闭探测器，则向所述门控单元的所述变压器T1的第二引脚发送第二电信号，向所述门控单元的所述变压器T2的第二引脚发送第一电信号，所述第一电信号和所述第二电信号用于触发所述门控单元导通所述第一倍增极和所述第三供电端，或导通所述第三倍增极和所述第一供电端，所述第一倍增极的电位等于所述第三倍增极的电位。

8.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器使用如权利要求1-6中任意一项所述的门控PMT电路。

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