一种用于单光子探测器的高速门控淬灭电路

提出了一种应用于单光子激光雷达探测器的高速门控淬灭电路,该电路结构简单,仅由3只晶体管及1个与门组成。采用门控的方式能够将雪崩电流快速淬灭,有效抑制暗计数和后脉冲,同时能规避强背底光噪声的干扰。在不增加电路功耗的前提下,通过合理选择复位管和淬灭管的宽长比及电路版图布局,所设计的淬灭电路芯片面积仅有13μm×14μm。基于0.18μm标准CMOS工艺对所设计的电路进行了流片验证,测试结果表明:该电路的淬灭和复位时间分别为1.6 ns和1.4 ns,可应用于高速、高密度单光子探测器。

单光子激光测距淬灭电路设计优化

随着对激光测距测程要求的提高,以量子探测和概率统计理论为基础的单光子激光测距技术逐渐成为发展的新方向,单光子测距灵敏度高、测程远,探测器常用盖革模式下的雪崩光电二极管。盖革模式下,探测器一旦响应,电流成倍增大,需要加上淬灭电路。目前主动淬灭方式较为常用,但是噪声较大,电路设计复杂。优化设计了GHz的门控淬灭方式,将高频正弦信号加载在探测器两端,在正弦信号正半周期探测器处于盖革模式,负半周期淬灭探测器,同时门控信号的存在降低了电路的噪声。把主动淬灭电路和门控淬灭电路进行了研究与仿真,结果表明,正弦门控电路死时间短,噪声低,探测效率高,性能较优。设计了正弦门控电路。

近红外单光子探测器窄门控信号产生方法研究

采用门控淬灭技术的单光子探测更容易实现高速探测,并且使用寿命更长。门控信号的宽度与探测噪声及探测效率直接相关。基于高速D触发器特性以及高精度可编程延迟芯片,提出了一种频率和门控信号宽度可调的脉冲信号产生方法。通过对芯片特性进行研究,设计了实验电路并对实验结果进行了展示和讨论。结果表明,该方法能够产生最小门宽1 ns、最大频率100 MHz的门控信号。