| 郑福,王超,孙志斌,翟光杰.基于FPGA的100MHz近红外单光子探测器[J].光电子激光,2014,(7):1254~1258 |
| 基于FPGA的100MHz近红外单光子探测器 |
| A 100MHz near-infrared single photon detector based on FPGA |
| 投稿时间：2014-03-13 |
| DOI： |
| 中文关键词: InGaAs/InP 100MHz 单光子探测器(SPD) 光子探测效率(PDE) 暗计 数率(DCR) FPGA |
| 英文关键词:InGaAs/InP 100MHz single photon detector (SPD) photon detection efficiency (PDE) dark count rate (DCR) FP GA |
| 基金项目:国家自然科学基金(61274024)和国家自科学青年科学基金(40804032)资助项目 (1.中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室,中国科学院空间科学与 应用研究 中心,北京 100190； 2.中国科学院大学,北京 100049；3.北京理工大学 物理学院,北京 100081) |
| 作者 | 单位 | | 郑福 | 中国科学院 复杂航天系统电子信息技术重点实验室,中国科学院 空间科学与 应用研究 中心,北京 100190
中国科学院大学,北京 100049 | | 王超 | 中国科学院 复杂航天系统电子信息技术重点实验室,中国科学院 空间科学与 应用研究 中心,北京 100190
北京理工大学 物理学院,北京 100081 | | 孙志斌 | 中国科学院 复杂航天系统电子信息技术重点实验室,中国科学院 空间科学与 应用研究 中心,北京 100190 | | 翟光杰 | 中国科学院 复杂航天系统电子信息技术重点实验室,中国科学院 空间科学与 应用研究 中心,北京 100190 |
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| 中文摘要: |
| 为克服InGaAs/InP雪崩二极管(APD)光电探测器的 后脉冲现象,本文提出了基于FPGA的单光子探测器(SPD)测量系统,其 门控频率最高可达100MHz,门 控宽度最窄可到1ns,死区时间设定为109ns,并且这些参数都易于 调节且有助于减少后脉冲概率。实验结果表明:在 以上门控条件并且制冷温度为218K时,探测器的有效门宽为0.79ns ；在死区时间超过109ns时,后脉冲现象可忽略；最大 光子探测效率(PDE)约为14%；在光子探测 效率为10%时,暗计数 率(DCR)约为2×10－5/ns； 并具有小型化、易调节的特点。 |
| 英文摘要: |
| In this paper,we demonstrate an FPGA b a sed gated mode single photon detector for the InGaAs/InP infrared avalanche phot on diode.Thank s to the FPGA′s flexibility,the detector′s gate repeating frequency can reach up to 100MHz,gate width down to 1ns,and holdoff time is set at 109ns,all of which contribute to low afterpulsing probability.Moreover,all these parameters are flexible to adjust via a computer interface.The performance of this single photon detector is characterized by the platform,working at temperature of 218K .And it yields only 2×10－5/ns dark count rate (DCR) when photon detection efficiency is 10%,and the maximum photon detection efficiency o f 14% is obtained.It is measured that its effective gate width is 0.79ns,and when the holdoff time between gates exceeds 109ns,the afte rpulsing probability can drop to a negligible level. Performance at different temperatures is also investigated.This near-infrared s ingle photon detector can realize high photon detection efficiency,low dark count rate and low afterpulsing probability while working a t 100MHz of gate repeating frequency,which is size-efficient,cost-effective a nd easy to adjust. |
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