GHz门控单光子激光测距淬灭电路优化设计

单光子激光测距淬灭电路设计优化是一项关键技术，它在提升激光测距系统性能方面具有重要意义。随着科技发展，特别是航空航天领域对测距精度和测程的要求不断提高，单光子激光测距技术凭借其高灵敏度和远程探测能力，已经成为未来发展趋势。这种技术主要依赖于雪崩光电二极管（Avalanche Photodiodes, APD）在盖革模式下的工作，APD在检测到光子后会产生瞬时的电流增加，这就需要一个有效的淬灭电路来控制电流，确保APD的稳定工作。 当前，主动淬灭电路是常用的解决方案，但存在噪声大、电路复杂的问题。为了克服这些局限性，本文设计了一种新颖的门控淬灭电路，即通过将高频正弦信号加载到探测器两端，实现对APD工作的精确调控。在正弦信号的正半周期，APD保持在盖革模式进行光子检测；而在负半周期，电路会自动淬灭APD，使其回到初始状态，从而减少噪声。此外，门控信号的引入显著降低了电路的噪声水平，提高了整体系统的可靠性。 通过对比研究和仿真分析，结果表明，门控淬灭电路中的正弦门控电路具有显著的优势，如死时间短（即从响应到恢复到初始状态的时间）、噪声低，以及更高的探测效率。这使得正弦门控电路在性能上明显优于传统的主动淬灭电路。因此，本文成功地设计了一种新型的正弦门控淬灭电路，对于提升单光子激光测距系统的性能具有重要价值，尤其适用于对精度和稳定性有高要求的应用，如航空导航科学技术等领域。这项技术的发展不仅推动了激光测距技术的进步，也为其他光子探测应用提供了新的可能。