CN207147638U - 一种单光子探测器雪崩信号提取系统 - Google Patents
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Abstract
一种单光子探测器雪崩信号提取系统，门脉冲信号加载在雪崩二极管的阴极，偏置电压加载在雪崩二极管的阴极，雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地及功分器，功分器输出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器，差分放大器输出端输出雪崩信号。与现有技术相比，本实用新型从雪崩二极管输出的雪崩信号以及尖峰信号经过功分器，然后输入到差分放大器，在差分放大器中属于共模信号的尖峰噪声被抑制，属于差模信号的雪崩信号经过放大输出，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，降低了系统电路的冗杂度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光信号探测技术领域，特别涉及一种单光子探测器雪崩信号提取系统。
背景技术
在GHz近红外单光子探测器中，提取雪崩信号有多种方法，如图1所示，为其中一种常见的方法。该电路的工作流程为：①偏置电压通过电阻R1加载在雪崩光电二极管(APD)阴极上，门脉冲信号通过电容C1加载在APD阴极上；②雪崩信号及尖峰噪声由APD阳极，经过采样电阻R2输出；③输出的信号经功分器分成两个大小相等的信号，一路信号不经过延时直接输入到减法器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到减法器；④输入到减法器中的两个信号相减，尖峰噪声被抑制，雪崩信号可以提取出来。但是提取出来的雪崩信号幅度较低，需要经过额外放大器放大后再输出给后续处理电路，增加了系统电路的冗杂度。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种单光子探测器雪崩信号提取系统，以解决现有技术中单光子探测过程中提取出来的雪崩信号幅度较低，需要经过额外放大器放大后再输出给后续处理电路，增加系统电路的冗杂度的技术性缺陷。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管、门脉冲信号发生器以及偏置电压单元，所述门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，所述偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，所述雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地以及功分器，所述功分器的两路输出端，分别输出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器，所述差分放大器输出端输出雪崩信号。
与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：
本实用新型的单光子探测器雪崩信号提取系统，从雪崩二极管输出的雪崩信号以及尖峰信号经过功分器，分束出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器，输入到差分放大器的两个信号，属于共模信号的尖峰噪声被抑制，属于差模信号的雪崩信号经过放大输出，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，原先的三级处理电路经改进变为两级处理电路，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，同时有利于缩小PCB面积，降低了系统电路的冗杂度。
附图说明
图1为现有技术中雪崩信号提取系统的原理图；
图2为本实用新型单光子探测器雪崩信号提取系统的原理图；
图3为本实用新型中雪崩信号提取的时序图。
图中：雪崩二极管100，门脉冲信号发生器200，偏置电压单元300，功分器400，差分放大器500。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型进行清楚、完整地描述。
如图2所示，一种单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管100、门脉冲信号发生器200以及偏置电压单元300，所述门脉冲信号发生器200通过电容C1加载在雪崩二极管100的阴极，所述偏置电压单元300通过电阻R1加载在雪崩二极管100的阴极，所述雪崩二极管100的阳极分别连接电阻R2接地以及功分器400，所述功分器400的两路输出端，分别输出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器500，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器500，所述差分放大器500输出端输出雪崩信号。外部光信号入射至雪崩二极管100的探测面时，雪崩二极管100产生雪崩信号，而门脉冲信号经过雪崩二极管100会生成周期性的尖峰信号，雪崩信号及尖峰噪声由雪崩二极管100的阳极，经过电阻R2输出；如图3所示，输出的信号经功分器400分成两路幅值相等的信号，一路信号不经过延时直接输入到差分放大器500，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器500；输入到差分放大器500的两个信号，属于共模信号的尖峰噪声被抑制，属于差模信号的雪崩信号经过放大可以提取出来。由于在差分放大器500中，雪崩信号已经放大，所以差分放大器500输出的信号可以不需再放大，直接输出到后续处理电路。
综合本实用新型的结构可知，本实用新型的单光子探测器雪崩信号提取系统，从雪崩二极管输出的雪崩信号以及尖峰信号经过功分器，分束出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器，输入到差分放大器的两个信号，属于共模信号的尖峰噪声被抑制，属于差模信号的雪崩信号经过放大输出，由于在差分放大器中雪崩信号已经放大，不需要额外添加放大器，原先的三级处理电路经改进变为两级处理电路，降低了噪声耦合进雪崩信号的途径，同时有利于缩小PCB面积，降低了系统电路的冗杂度。
Claims (1)
1.一种单光子探测器雪崩信号提取系统，包括雪崩二极管、门脉冲信号发生器以及偏置电压单元，所述门脉冲信号发生器通过电容C1加载在雪崩二极管的阴极，所述偏置电压单元通过电阻R1加载在雪崩二极管的阴极，其特征在于：所述雪崩二极管的阳极分别连接电阻R2接地以及功分器，所述功分器的两路输出端，分别输出两路幅值相等、相位相同的信号，其中一路不经过延时直接输入到差分放大器，另一路信号经过一个周期的延时后输入到差分放大器，所述差分放大器输出端输出雪崩信号。
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| CN201721095119.7U CN207147638U (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种单光子探测器雪崩信号提取系统 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115801219A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-03-14 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 用于qkd系统的脉冲光致盲攻击防御方法及系统 |
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2017
- 2017-08-30 CN CN201721095119.7U patent/CN207147638U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN115801219B (zh) * | 2022-10-09 | 2023-10-31 | 科大国盾量子技术股份有限公司 | 用于qkd系统的脉冲光致盲攻击防御方法及系统 |
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