一種探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)主要涉及光信號(hào)的探測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是涉及一種探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，單光子雪崩二極管(SinglePhoton Avalanche D1de，SPAD)以其雪崩增益大、響應(yīng)速度快、探測(cè)效率高、體積小、質(zhì)量輕且功耗低等特性，成為了制作單光子探測(cè)器的最佳器件，且有其陣列集成的單光子探測(cè)器還能夠獲得光子信號(hào)的時(shí)間和空間信息，從而使其在弱光探測(cè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]其中，由于單光子雪崩二極管工作時(shí)需要處在改革模式，在這種模式下一旦發(fā)生雪崩，為了防止單光子雪崩二極管持續(xù)通過(guò)大電流而燒壞，影響其對(duì)光信號(hào)的連續(xù)探測(cè)，通常需要淬火電路花費(fèi)一定時(shí)間進(jìn)行降壓，防止單光子雪崩二極管雪崩擊穿，之后，單光子雪崩二極管還需要一段時(shí)間恢復(fù)其光子探測(cè)能力。由此可見(jiàn)，單光子雪崩二極管一旦被觸發(fā)后將需要一段時(shí)間來(lái)重啟，之后才能進(jìn)行下一個(gè)光子事件的探測(cè)，這大大限制了光子雪崩二極管的探測(cè)能力。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，只能縮短單光子雪崩二極管重啟進(jìn)入工作狀態(tài)的延遲時(shí)間，對(duì)改善單光子雪崩二極管的探測(cè)能力的效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)多個(gè)單光子雪崩二極管進(jìn)行分時(shí)復(fù)用，從而消除死時(shí)間對(duì)探測(cè)光信號(hào)的不利影響。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案:
[0007]—種探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括:
[0008]控制當(dāng)前選定的目標(biāo)單光子雪崩二極管進(jìn)入工作狀態(tài)探測(cè)光信號(hào)；
[0009]在所述目標(biāo)單光子雪崩二極管接收到光子，從所述工作狀態(tài)進(jìn)入重啟狀態(tài)時(shí)，重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管，并返回所述控制當(dāng)前選定的目標(biāo)單光子雪崩二極管進(jìn)入工作狀態(tài)探測(cè)光信號(hào)步驟。
[0010]優(yōu)選的，在所述控制當(dāng)前選定的目標(biāo)單光子雪崩二極管進(jìn)入工作狀態(tài)探測(cè)光信號(hào)之前，所述方法還包括:
[0011]將獲得的當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)與預(yù)設(shè)模式的劃分等級(jí)進(jìn)行比較；
[0012]當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)不大于第一閾值，啟動(dòng)單個(gè)光探測(cè)陣列檢測(cè)模式；
[0013]當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)大于所述第一閾值且不大于第二閾值時(shí)，啟動(dòng)多個(gè)光探測(cè)陣列檢測(cè)模式，其中，每個(gè)光探測(cè)陣列包含有多個(gè)單光子雪崩二極管；
[0014]當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)大于所述第二閾值時(shí)，啟動(dòng)靈敏性最大化檢測(cè)模式，在所述靈敏性最大化檢測(cè)模式下，多個(gè)光探測(cè)陣列中的每一個(gè)單光子雪崩二極管存在一一對(duì)應(yīng)的光電倍增管組件。
[0015]優(yōu)選的，進(jìn)入所述重啟狀態(tài)的單光子雪崩二極管將在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后進(jìn)入非工作狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，在所述重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管之前，所述方法還包括:
[0017]驗(yàn)證當(dāng)前是否存在處于非工作狀態(tài)的單光子雪崩二極管；
[0018]若不存在，輸出提示信息。
[0019]—種探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0020]至少一個(gè)光探測(cè)陣列，每一個(gè)所述光探測(cè)陣列包括多個(gè)單光子雪崩二極管，所述單光子雪崩二極管用于在從非工作狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)探測(cè)光信號(hào)；
[0021]控制裝置，用于與所述至少一個(gè)光探測(cè)陣列相連，在當(dāng)前選定的目標(biāo)單光子雪崩二極管接收到光子，從所述工作狀態(tài)進(jìn)入重啟狀態(tài)時(shí)，重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管繼續(xù)探測(cè)光信號(hào)。
[0022]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0023]與所述多個(gè)單光子雪崩二極管一一對(duì)應(yīng)連接的光電倍增管組件。
[0024]優(yōu)選的，所述控制裝置包括:
[0025]與所述多個(gè)單光子雪崩二極管一一對(duì)應(yīng)串聯(lián)的觸發(fā)電路，用于在對(duì)應(yīng)的所述單光子雪崩二極管接收到的光子時(shí)，輸出觸發(fā)信號(hào)；
[0026]與所述觸發(fā)電路連接的控制器，用于在接收到任意一個(gè)所述觸發(fā)電路輸出的所述觸發(fā)信號(hào)時(shí)，重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管繼續(xù)探測(cè)光信號(hào)。
[0027]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0028]所述控制器，用于將獲得的當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)與預(yù)設(shè)模式的劃分等級(jí)進(jìn)行比較，當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)不大于第一閾值，啟動(dòng)單個(gè)光探測(cè)陣列檢測(cè)模式；當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)大于所述第一閾值且不大于第二閾值時(shí)，啟動(dòng)多個(gè)光探測(cè)陣列檢測(cè)模式；當(dāng)所述當(dāng)前發(fā)射光子數(shù)大于所述第二閾值時(shí)，啟動(dòng)靈敏性最大化檢測(cè)模式，在所述靈敏性最大化檢測(cè)模式下；
[0029]其中，每個(gè)光探測(cè)陣列包含有多個(gè)單光子雪崩二極管，在所述靈敏性最大化檢測(cè)模式下，每一個(gè)單光子雪崩二極管有與其對(duì)應(yīng)的光電倍增管組件。
[0030]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0031]所述控制器，用于控制進(jìn)入所述重啟狀態(tài)的單光子雪崩二極管在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后進(jìn)入非工作狀態(tài)。
[0032]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:
[0033]所述控制器，用于驗(yàn)證當(dāng)前是否存在處于非工作狀態(tài)的單光子雪崩二極管，若存在，執(zhí)行所述重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管繼續(xù)探測(cè)光信號(hào)步驟；
[0034]提示裝置，用于在所述控制器的驗(yàn)證結(jié)果為不存在時(shí)，輸出提示信息。
[0035]由此可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括至少一個(gè)光探測(cè)陣列，每一個(gè)光探測(cè)陣列均包括多個(gè)單光子雪崩二極管，從中選定一個(gè)處于非工作狀態(tài)的單光子雪崩二極管作為目標(biāo)單光子雪崩二極管進(jìn)入工作狀態(tài)，來(lái)探測(cè)光信號(hào)，并在目標(biāo)單光子雪崩二極管接收到光子，從工作狀態(tài)進(jìn)入重啟狀態(tài)時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前選定的目標(biāo)單光子雪崩二極管此時(shí)無(wú)法再探測(cè)光信號(hào)，本申請(qǐng)通過(guò)重新選定當(dāng)前處于非工作狀態(tài)的任意一個(gè)單光子雪崩二極管作為新的目標(biāo)單光子雪崩二極管，按照上述方式繼續(xù)探測(cè)光信號(hào)，如此循環(huán)，從而保證在任意時(shí)刻都有一個(gè)單光子雪崩二極管在探測(cè)光信號(hào)，提高了系統(tǒng)的光信號(hào)探測(cè)性能，避免漏掉本應(yīng)該探測(cè)到的光子，消除了單光子雪崩二極管的死時(shí)間對(duì)光信號(hào)探測(cè)的不利影響。
【附圖說(shuō)明】
[0036]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施例的流程圖；
[0038]圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施例的時(shí)序圖；
[0039]圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑牧硪环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0042]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N探測(cè)光信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括至少一個(gè)光探測(cè)陣列，每一個(gè)光探測(cè)陣列均包括多個(gè)單光子雪崩二極管(Single Photon Avalanche D1de，SPAD)，從中選定一個(gè)處于非工作狀態(tài)的單光子雪崩二極管作為目標(biāo)單光子雪崩二極管進(jìn)入工作狀態(tài)，來(lái)探測(cè)光信號(hào)，并在目標(biāo)單光子雪