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申请/专利权人：中国科学院半导体研究所

摘要：本公开提供了一种基于门控单光子计数的时间数字转换器系统，包括：锁相环，用于将输入的系统时钟信号倍频产生第一时钟信号；全局门控信号生成模块，响应于接收第一时钟信号生成M个第一门控信号和激光同步触发信号，第一门控信号被配置成与下一个第一门控信号交叠P个第一时钟信号的周期，每个第一门控信号的信号宽度为第一时钟信号的周期的M倍；激光同步触发信号适用于控制第一激光脉冲发出的时间，其中M为大于1的正整数，P为大于等于1的正整数；时间数字转换器阵列，适用于根据第一门控信号和第一时钟信号对第二激光脉冲信号进行门控计数，得到单光子在时间上的第一统计分布；第一激光脉冲信号经目标反射后得到第二激光脉冲信号。

主权项：1.一种基于门控单光子计数的时间数字转换器系统，包括：锁相环，用于将输入的系统时钟信号倍频产生第一时钟信号；全局门控信号生成模块，响应于接收所述第一时钟信号生成M个第一门控信号和激光同步触发信号，所述第一门控信号被配置成与下一个第一门控信号交叠P个所述第一时钟信号的周期，以及使每个所述第一门控信号的信号宽度为第一时钟信号的周期的M倍；所述激光同步触发信号适用于控制第一激光脉冲发出的时间，以获得激光发出的时刻信息，其中M为大于1的正整数，P为大于等于1的正整数；时间数字转换器阵列，包括多个时间数字转换器，每个所述时间数字转换器均适用于根据第一门控信号和所述第一时钟信号对第二激光脉冲信号进行门控计数，以便得到单光子在时间上的第一统计分布，每个所述时间数字转换器包括：缓存模块，响应于所述第一时钟信号的输入将输入的M个第一门控信号进行重新定时以得到M个第二门控信号；可配置计数器阵列，包括M个计数器组件，每个所述计数器组件适用于接收一个所述第二门控信号对所述第二激光脉冲信号进行门控计数；每个所述时间数字转换器阵列还包括：寻峰模块，用于对所述计数器阵列得到的单光子数的数值进行比较，得到最大光子数值所在的门控信号的地址；每个所述时间数字转换器还包括：数字控制模块，用于根据将外部输入的采样模式控制指令生成模式选择信号；第一模式门控信号生成模块，响应于所述模式选择信号根据第一最大门控信号生成2M个第三门控信号，每个所述第三门控信号的信号宽度为M8个所述第一时钟信号的周期，相邻的第三门控信号交叠P2的第一时钟的周期，其中，第一最大门控信号是由所述寻峰模块对所述第一统计分布进行比较得到的；其中，所述第一激光脉冲信号经目标反射后得到所述第二激光脉冲信号。

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