單光子計(jì)數(shù)器中兩種模式有什么區(qū)別？
上篇文章《基于APD型單光子計(jì)數(shù)器系統(tǒng)簡(jiǎn)介》中妻怎，簡(jiǎn)單介紹了單光子計(jì)數(shù)器/單光子探測(cè)器（SPD）的結(jié)構(gòu)組成以及模塊功能壳炎。本篇
文章主要說(shuō)明兩種工作模式。上篇文章中逼侦，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應(yīng)輸出信號(hào)匿辩。這兩種模式對(duì)于探測(cè)不
可預(yù)測(cè)的光子到達(dá)非常有用。自由運(yùn)行模式可以用于粗略測(cè)量榛丢，門控模式用于更高精度測(cè)量铲球。
在自由運(yùn)行模式下，APD連續(xù)檢測(cè)光子涕滋。在這種配置中，不需要外部時(shí)鐘(異步模式)挠阁。每次檢測(cè)到光子宾肺，都會(huì)發(fā)送到一個(gè)脈沖溯饵，然后在
APD上持續(xù)一個(gè)空載時(shí)間(持續(xù)時(shí)間由用戶設(shè)置)。 在空載時(shí)間內(nèi)锨用，即使光子仍在撞擊APD丰刊，APD也不會(huì)向外輸出信號(hào)≡鲇担空載時(shí)間結(jié)束
后啄巧，可以探測(cè)光子。
在門控模式下掌栅，需要外加一個(gè)電信號(hào)秩仆，如圖1所示，可以外觸發(fā)也可以使用自帶的信號(hào)猾封，這個(gè)外部信號(hào)疊加在偏置信號(hào)上時(shí)澄耍，如果有光
子打在探測(cè)器上，將會(huì)向外部輸出脈沖信號(hào)晌缘，此時(shí)的偏置相對(duì)于自由運(yùn)行模式下齐莲，偏置更高，相對(duì)放大更高磷箕，可以探測(cè)到更微弱的光
子选酗。在探測(cè)一個(gè)光子后，由于雪崩效應(yīng)需要釋放掉殘留的電子以對(duì)外不表現(xiàn)出高電平岳枷，從高電平到低電平的釋放過(guò)程中芒填，這段不允許再
次發(fā)生雪崩效應(yīng)，這段時(shí)間稱為死區(qū)時(shí)間嫩舟。在死區(qū)時(shí)間內(nèi)氢烘，即使光子擊中APD，APD也不會(huì)對(duì)外表現(xiàn)脈沖信號(hào)家厌。在死區(qū)時(shí)間結(jié)束時(shí)播玖，
APD可以接受觸發(fā)信號(hào)等待下一次的光子到來(lái)。
圖1 門控模式
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