[发明专利]一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法及系统

权利要求书

1.一种提高SiPM光电传感器的线性响应动态范围的方法，其特征在于，包括：

将接收到的入射光信号进行光束整形，以使整形的光信号照射到后置的SiPM光电传感器的感光面上；

所述SiPM光电传感器将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器；

所述跨阻放大器将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器；

所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正；

所述SiPM光电传感器的增益放大倍数、跨阻放大器的增益放大倍数、和非线性放大器的增益放大倍数通过微处理器进行设置；

所述SiPM光电探测器的线性动态响应范围为pW-uW的6个量级。

2.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正”，包括：

在弱光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第一预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数为一固定倍数；和/或，

在强光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第二预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数随着所述跨阻放大器输出的电压信号的强度呈非线性变化。

3.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述SiPM光电传感器将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器”，包括：

所述SiPM光电传感器的光电增益可以由微处理器，根据输入光信号的强度范围，调节传感器增益控制信号来改变加在光电传感器上的反向偏压。

4.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述跨阻放大器将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器”，包括：

通过微型处理器设定不同的反馈电阻的阻值，使得所述跨阻放大器具有不同的电流—电压转换倍数，以匹配不同强度范围的入射光信号，使得对应输出的电压信号落在后续信号处理电路的线性响应范围内。

5.如权利要求1所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的方法，其特征在于，所述“所述非线性放大器根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正”，包括：

所述非线性放大器的增益放大系数通过微处理器进行调节。

6.一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的系统，其特征在于，包括：

光束整形器，用于将接收到的入射光信号进行光束整形，以使整形的光信号照射到后置的光电传感器的感光面上；

光电传感器，用于将接收到的光信号转换为电流信号，并将所述电流信号传输给跨阻放大器；

跨阻放大器，用于将接收的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号传输给非线性放大器；

非线性放大器，用于根据接收到的电压信号的强度幅值进行非线性修正；

微处理器，所述SiPM光电传感器的增益放大倍数、跨阻放大器的增益放大倍数、和非线性放大器的增益放大倍数通过所述微处理器进行设置；

所述SiPM光电探测器的线性动态响应范围为pW-uW的6个量级。

7.如权利要求6所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的系统，其特征在于，所述非线性放大器做如下配置：

在弱光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第一预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数为一固定倍数；和/或，

在强光信号输入、并且所述跨阻放大器工作在第二预定增益的情况下，所述非线性放大器的增益放大系数随着所述跨阻放大器输出的电压信号的强度呈非线性变化。

8.如权利要求6所述的一种提高SiPM光电传感器的响应动态范围的系统，其特征在于，所述SiPM光电传感器做如下配置：

所述SiPM光电传感器的光电增益可以由微处理器，根据输入光信号的强度范围，调节传感器增益控制信号来改变加在光电传感器上的反向偏压。