应用于激光光谱探测的多通道时间分辨单光子探测系统设计

摘要

介绍了一种多通道时间分辨单光子探测系统,并将其应用于高灵敏度激光光谱探测。系统基于工作在高增益状态下的32通道线阵光电倍增管,对其输出单光子脉冲信号进行放大、阈值比较后,转换为LVDS数字电平,再利用FPGA芯片内部的串并转换硬核资源,使用800 MHz时钟的双边沿对信号进行采样,串转并后,在相对低速的200 MHz时钟频率下对信号进行逻辑解析。在单片XC7K160T型FPGA芯片上实现了625 ps时间分辨率、死时间5 ns的32通道光子探测。利用该探测器,搭建了基于光栅分光的532 nm脉冲激光激发光谱探测系统,实现了620 nm~720 nm光谱范围和3 nm光谱分辨率的距离分辨激光光谱探测。