实现一种面向多种单光子雪崩探测器的稳健可重构主动淬灭设计
仪器与探测器
2022-11-22 v1
摘要
大多数用于单光子雪崩光电探测器（APDs）的主动淬灭电路要么采用分立元件设计，缺乏动态改变控制参数的灵活性，要么采用定制 ASIC，需要较长的开发周期和较高的成本。作为替代方案，我们提出了一种使用片上系统（SoC，集成 FPGA 与微控制器）实现的可重构且稳健的混合设计。我们利用 FPGA 的速度与可重构能力，在大范围内动态调节淬灭与复位参数，从而使我们的系统无需更改设计即可驱动多种 APDs。微控制器支持在现场对控制参数进行远程调节并对 APDs 进行校准。该加固设计采用具有航天 pedigree 的元件，因此适用于电信与量子密钥分发（QKD）领域的星载应用。我们通过驱动一款商用 APD（冷却至 -20{\deg}C，死时间 35 ns，后脉冲概率维持在接近 3%）演示了我们的电路。我们还通过驱动定制制备的芯片级 APDs 展示了其通用性，这为自动化晶圆级表征铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2211.11068,
title = {Realizing a Robust, Reconfigurable Active Quenching Design for Multiple Types of Single-Photon Avalanche Detectors},
author = {Subash Sachidananda and Prithvi Gundlapalli and Victor Leong and Soe Moe Thar and Leonid Krivitsky and Alexander Ling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.11068},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 6 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2205.00228