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本发明涉及一种光子序列到达时间的连续测量装置及方法,包括单光子探测器、前置放大器、恒比鉴别器、原子钟、计数器、时间数字转换器、控制器、存储单元以及计算机,恒比鉴别器输出端与控制器连接,原子钟输出的方波脉冲为计数器的计数对象,方波脉冲送入时间数字转换器,方波脉冲的上升沿为时间数字转换器的起始信号,数字脉冲信号的上升沿为时间数字转换器的停止信号,控制器的控制端分别与计数器、数字转换器以及存储单元连接,用于控制粗测时间和细测时间同步存入存储单元。本发明解决了现有的光子序列到达时间的测量装置不能连续测量、测量范围窄、应用范围有限的技术问题,本发明测量范围宽、光子到达时间测量的精度高。