[实用新型]辐照环境用低暗计数单光子探测装置

权利要求书

1.一种辐照环境用低暗计数单光子探测装置，其特征在于，包括：

雪崩光电二极管，用于工作在盖革模式下，探测输入的单光子量级光信号；

一级制冷结构，用于控制雪崩光电二极管器件的安装环境温度；

温度采集模块，包括热敏电阻和与热敏电阻电性连接的温度采集电路，用于采集雪崩光电二极管的温度信号；

温度控制算法模块，用于接收所述雪崩光电二极管的温度信号，并根据雪崩光电二极管的温度以及其当前的目标温度分析出需要的温度控制信号；

温度控制电路，用于根据温度控制算法模块给出的温度控制信号，生成驱动控制信号；

热电制冷模块，作为二级制冷结构，用于根据所述驱动控制信号，进一步调节雪崩光电二极管的温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述雪崩光电二极管集成于热电制冷模块上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

高压管理模块，根据当前雪崩二极管的温度为其提供对应的偏置高压，保证雪崩二极管在不同的温度下具有相同的探测效率；

驱动控制电路，用于将雪崩光电二极管的雪崩信号转化为电脉冲，通过比较器和定时电路后输出电脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热敏电阻集成于所述热电制冷模块上。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度采集电路包括恒流源、运算放大器以及模拟数字转换器(ADC)，所述恒流源与所述热敏电阻电性连接，将热敏电阻阻值转化为电压值，所述模拟数字转换器用于将雪崩二极管温度对应的电压值进行模数转换，形成数字温度信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，温度控制算法模块具体用于根据当前雪崩二极管的温度与温度设置目标值的偏差，分析出需要的温度控制信号。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度控制电路包括驱动器、两个P沟道金属氧化物半导体管和两个N沟道金属氧化物半导体管，通过改变脉冲宽度调制信号的占空比(PWM)来控制流过热电制冷模块(TEC)的电流大小，通过开关不同的半导体管，来控制流过TEC的电流的方向，产生制冷或者加热以控制雪崩光电二极管的温度。