基于改进高速单光子探测器的复合跟踪控制系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2023年第3期北京时间：

作者：徐乐凤,孙彬,徐鲁波,黄劲,王和欣

摘要：由于半导体红外、光电倍增管单光子探测器受到噪声数据的影响，使得光子计数统计结果不精准，导致应用跟踪系统后，存在控制效果差的问题。利用雪崩光电二极管探测入射光和雪崩现象，改进高速单光子探测器。通过反馈控制环节实现猝灭，终止雪崩，将电压恢复到偏置电压。利用改进后的探测器设计单光子探测信号检测电路，获得所需要的基准电平，完成复合跟踪控制系统的硬件结构设计。设计信号传输计数控制流程，并结合判别公式确定高速单光子探测器与单个因素跟踪度。调节单光子探测器发射触发信号，根据所得到的信号确定组合跟踪脉冲光子数，以此为依据调整跟踪方案，完成系统软件结构设计。实验结果表明，改进后的高速单光子探测器在复合跟踪控制系统应用中，在38.5ns时计数达到220个，与实际结果一致，具有较好的跟踪控制效果。

关键词：高速单光子探测器;复合跟踪;噪声数据;偏置电压;雪崩光电二极管;触发信号;光子探测;反馈控制

基金资助：山东省2019年度中央引导地方科技发展专项资金项目：泰安市产业技术创新研究院?YDZX20193700002940 依托于创新创业平台的中试基地建设运营探索--以“泰山创新谷”中试基地为例（项目编号20-YB-167）