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APD单光子计数的主动抑制系统 　　摘 要： 设计了一种主动抑制系统，用以控制APD在单光子计数检测时的死区时间。该系统主要利用ECL（射随耦合逻辑）电平电路对雪崩脉冲进行快速甄别从而判断光子到来与否，再将比较器输出的脉冲通过整形处理输出给延时电路，利用CPLD搭建延时电路，输出两路延时脉冲，两路延时脉冲分别输出给主动抑制电路和快恢复电路，以完成APD死区时间的控制。此主动抑制系统，有效地将死区时间缩短在45 ns；将光子计数率提高到20 MHz。 　　关键词： APD； 主动抑制； 死区时间； ECL电平； CPLD 　　中图分类号： TN911.74?34； TH776 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）03?0125?03 　　Active?quenching system on APD single?photon count 　　WEN Chao1，2， GUO Yang?kuan1，2， ZHU Lian?qing1，2， NA Yun?xiao1，2， MENG Hao1，2， CHANG Hai?tao3 　　（1. Key Laboratory for Optoelectronic Measurement Technology， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100192， China； 　　2. Beijing Engineering Researching Center of Optoelectronic Information Instruments， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100192， China； 　　3. School of Instrument Science Optoelectronics Engineering， Beijing University of Aeronautics and Astronautics， Beijing 100083， China） 　　Abstract： An active?quenching system is designed to control the dead time of Avalanche Photon Diode （APD） in signal photon counting detecting. The system mainly uses ECL （Emitter coupled logic） level circuit to compare with avalanche pulse quickly and determine whether the photon is coming or not， and then output the pulse of the comparator and shape it to the delay circuit. Using CPLD set up the delay circuit， two delay pulses are output to the active?quench circuit and fast reset circuit respectively to control the dead time of the APD. The active?quenching system could shorten the dead time to 45 ns effectively， and increased photon count rate to 20 MHz. 　　Keywords： APD； active?quenching； dead time； ECL level； CPLD 　　0 引 言 　　单光子计数技术是一种检测微光的重要方法，在医疗仪器、大气污染、分子生物学以及光子统计测量[1]等领域有着广泛的应用。单光子探测器件有很多，例如光电倍增管、雪崩光电二极管、雪崩二极管阵列和电子增强CCD等[2]；其中光电倍增管应用较多、技术成熟，其外围电路简单，探测效果好，但其外形体积大、负高压源使其在小型化设备上应用受到了限制。雪崩光电二极管（Avalanche Photo Diode，APD），具有探测灵敏度高、暗电流低、体积小、功耗低和集成度高等优点[3]，可以应用在便携设备及各种军事上，随着科技的进步，这些应用是发展的趋势[4?5]。 　　APD工作在雪崩击穿电压之上即盖革模式时，才能够检测到单个光子。但APD长时间工