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)。該進(jìn)展涵蓋了超導(dǎo)單光子探測(cè)器的工作機(jī)制和理論模型,有兼容4inch硅工藝的SNSPD器件的關(guān)鍵技術(shù)工藝,如器件設(shè)計(jì)、材料結(jié)構(gòu)、制備工藝和封裝技術(shù)等。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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量子點(diǎn)單光子探測(cè)器的研究進(jìn)展

量子點(diǎn)單光子探測(cè)器具有可保持測(cè)試信號(hào)完整性、理論量子、工作電壓低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有室溫單光子探測(cè)的潛力, 近得到了廣泛的研究。光電子在受到陽極加速的同時(shí)又受到電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦，當(dāng)它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時(shí)，便發(fā)出綠色的光像信號(hào)。文章介紹了基于三種不同形式量子點(diǎn)的單光子探測(cè)器, 討論了它們的工作原理, 對(duì)比了各自的性能和參數(shù), 總結(jié)了各種器件的特點(diǎn), 說明了自組織量子點(diǎn)單光子探測(cè)的優(yōu)越性能。

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單光子探測(cè)器的相關(guān)介紹

單光子探測(cè)是一種極微弱光探測(cè)法，它所探測(cè)的光的光電流強(qiáng)度比光電檢測(cè)器本身在室溫下的熱噪聲水平還要低，用通常的直流檢測(cè)方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號(hào)提取出來。單光子計(jì)數(shù)方法利用弱光照射下光子探測(cè)器輸出電信號(hào)自然離散的特點(diǎn)，采用脈沖甄別技術(shù)和數(shù)字計(jì)數(shù)技術(shù)把極其弱的信號(hào)識(shí)別并提取出來。這些脈沖經(jīng)放大器放大后，加在甄別器的輸入器上，甄別器濾除部分噪音脈沖，只允許那些和光輻射功率成正比的脈沖通過，并送入計(jì)數(shù)器。這種技術(shù)與模擬檢測(cè)相比，有受外界因素影響小、信噪比高、線性動(dòng)態(tài)區(qū)范圍大、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)。

單光子探測(cè)器相關(guān)知識(shí)

單光子探測(cè)器是靈敏的微弱光測(cè)量?jī)x器，在量子信息、激光雷達(dá)、光纖傳感、生物熒光探測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用需求。在量子通信系統(tǒng)中，通信波段單光子探測(cè)器是其中的核心器件，其性能直接決定了通信距離、通信速率等關(guān)鍵參數(shù)。

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