发明内容
[0004] 本发明的目的在于提出一种结构简单、成本低、在室温条件下能够减少暗计数的单光子计数电路及其抑制暗计数的方法。
[0005] 本发明的抑制暗计数的单光子计数电路，包括第一MOS管MN1、第二MOS管MN2、第三MOS管MN3、第四MOS管MN4、第五MOS管MP1、电容C1、A/D转换器、处理器和计数器。所述第五MOS管MP1和第一MOS管MN1的栅极均连接信号输入端IN，第五MOS管MP1的漏极连接电源电压VDD；所述第一MOS管MN1的漏极与第五MOS管MP1的源极及第二MOS管的栅极相连；第一MOS管MN1的源极接地，第一MOS管MN1和第五MOS管MP1构成CMOS反相器；所述电容C1的一端接电源电压VDD，另一端接第三MOS管MN3的漏极，第三MOS管MN3的源极接第二MOS管的漏极，第二MOS管MN2的源极接地；所述第三MOS管MN3的栅极接信号CLK；第四MOS管MN4的漏极和源极分别接在电容C2的两端，第四MOS管MN4的栅极接复位信号RESET；第二MOS管MN2的漏极作为输出端口OUT1，输出端口OUT1连接到A/D转换器；所述A/D转换器的输出端OUT2连接处理器U；所述处理器的输出端OUT3连接计数器Q。
[0006] 该抑制暗计数的单光子计数电路抑制暗计数的方法，具体步骤如下：
[0007] 步骤一、搭建抑制暗计数的单光子计数电路。
[0008] 步骤二、第五MOS管MP1和第一MOS管MN1的栅极均作为信号输入端IN，与单光子探测系统的放大器的输出端相连接；信号输入端IN所传输的信号为雪崩脉冲，此雪崩脉冲为光子照射到单光子雪崩二极管上的有效脉冲X1，或由于器件的不合理造成的无效脉冲X2。
[0009] 步骤三、在雪崩事件发生之前，CLK和RESET信号电平为低电平，第二MOS管MN2和第三MOS管MN3不导通，电容C1充电至电源电压VDD。当有雪崩事件发生时，CLK信号为高电平，IN端会有雪崩脉冲X1或X2，此时雪崩脉冲经过CMOS反相器到达第二MOS管MN2，第二MOS管MN2和第三MOS管MN3导通，电容通过第二MOS管MN2和第三MOS管MN3进行放电。电容C1放电直到RESET信号电平变为高电平，此时电容C1通过第四MOS管MN4将剩余电荷释放，在下一个雪崩脉冲产生之前，将CLK和RESET信号再一次恢复到低电平，电容C1再一次充电至电源电压VDD。
[0010] 步骤四、第二MOS管MN2的漏极输出电压信号V1；电压信号V1的模拟电压值与电容极板电压值成线性比例关系，而电容极板电压值与放电时间t满足关系式：
[0011]
[0012] 式中，V0为电容极板在t＝0时刻的电压值，V0＝VDD；R为第二MOS管MN2和第三MOS管MN3组成的导通电阻，C为电容值；放电时间t的最大值由雪崩脉冲信号的脉冲宽度决定；电压信号V1的模拟电压值包括有效脉冲转化的模拟电压值Y1和无效脉冲转化的模拟电压值Y2。
[0013] 步骤五、电压信号V1输入到A/D转换器，由模拟电压值转化为数字量，数字量包括由效脉冲转化的数字量Z1和无效脉冲转化的数字量Z2。
[0014] 步骤六、数字量输入到处理器，处理器剔除数字量Z2并保留数字量Z1，Z1作为处理器的输出量输入到计数器。
[0015] 本发明的有益效果在于：
[0016] 本发明根据暗计数脉冲的宽度随机性，以及有效脉冲的宽度稳定性这一特点，利用复位电路以及源跟随器将脉冲宽度转化为与宽度大小成比例的模拟电压值，再通过A/D转换器，将模拟电压值转化为数字量；A/D转换器的输出值包括暗计数脉冲和有效脉冲的转化值，其中包括随机变量和常量。A/D转换器的输出值传输到处理器，处理器分辨出常量和随机变量，剔除随机变量，同时将常量输出到计数器，计数器进行计数。消除的那部分随机变量即产生的暗计数脉冲，从而达到本发明抑制暗计数的效果。
