單光子探測(cè)——光纖傳感

單光子探測(cè)器可以對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行探測(cè)和計(jì)數(shù)，在許多可獲得的信號(hào)強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級(jí)的新興應(yīng)用中，單光子探測(cè)器可以一展身手。

光纖傳感工作頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、適合遙測(cè)遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測(cè)技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長(zhǎng)度，對(duì)輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報(bào)警、海岸線或邊境安全等領(lǐng)域具有重大意義。

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單光子探測(cè)器的性能分析

以InGaAsP/InP雪崩光電二極管(APD)為核心器件的紅外單光子探測(cè)技術(shù),在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使其成為近年的研究熱點(diǎn)。根據(jù)InGaAsP/InPAPD在紅外通信波段實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè)的要求和特點(diǎn),通過(guò)APD的門控電路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,探討了門模式下各種參數(shù)與暗計(jì)數(shù)率、量子效率、量子誤碼率、信號(hào)傳輸速率之間的關(guān)系,為門模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。如果能夠檢測(cè)光脈沖的到來(lái)，并進(jìn)行光子計(jì)數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱光信號(hào)的測(cè)量。結(jié)果表明:偏置電壓的大小、門脈沖寬度和周期的選擇,對(duì)提高探測(cè)器性能起著關(guān)鍵的作用。

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單光子廠家——單光子源介紹

2019年08月，中科院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教shou潘建偉與陸朝陽(yáng)、霍永恒等人領(lǐng)銜，和多位國(guó)內(nèi)及德國(guó)、丹麥學(xué)者合作，在國(guó)際上頭次提出一種新型理論方案，在窄帶和寬帶兩種微腔上成功實(shí)現(xiàn)了確定性偏振、高純度、高全同性和率的單光子源，為光學(xué)量子計(jì)算機(jī)超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)奠定了重要的科學(xué)基礎(chǔ)。光學(xué)量子信息技術(shù)所需要的完好單光子源，要同時(shí)滿足確定性偏振、高純度、高全同性和率這4個(gè)幾乎相互矛盾的嚴(yán)苛條件。從2000年以來(lái)，美國(guó)加州大學(xué)等相繼在單光子源研究方向取得進(jìn)展，但其品質(zhì)還不能滿足實(shí)用化需要。分析表明,該探測(cè)系統(tǒng)可用于紅外單光子計(jì)數(shù),具有暗計(jì)數(shù)低、重復(fù)速率快等特點(diǎn),在眾多鄰域具有重要的應(yīng)用前景。2013年以來(lái)，我國(guó)潘建偉、陸朝陽(yáng)等人在國(guó)際上首創(chuàng)了量子點(diǎn)脈沖共振激發(fā)技術(shù)，開(kāi)始引單光子源的發(fā)展。但要實(shí)現(xiàn)完好的單光子源，還有兩個(gè)重大技術(shù)難題需要逾越：一是量子點(diǎn)會(huì)隨機(jī)發(fā)射兩種偏振的光子，二是共振激發(fā)需要消除背景激光。