摻鉺光纖單光子源的研究

北京和力達(dá)科技有限公司致力于激光檢測(cè)及高速信號(hào)采集和處理服務(wù)，我司主要提供極弱光檢測(cè)及檢測(cè)相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用和提供服務(wù)。單光子源在量子物理學(xué)和量子通信中有著極其重要的作用,在量子光學(xué)所涉及到的光源中是一種很基本的光源,有著很普遍的應(yīng)用。自研究人員發(fā)現(xiàn)單光子源的重要性,量子信息科學(xué)領(lǐng)域中對(duì)于單光子源和單光子探測(cè)器的研究出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。采樣保持器是指在邏輯電平的控制下處于“采樣”或“保持”兩種工作狀態(tài)的電路，在采樣狀態(tài)下，電路的輸出跟蹤輸入模擬信號(hào)，在保持狀態(tài)下，電路的輸出保持著前一次采樣結(jié)束時(shí)刻的瞬時(shí)輸入模擬信號(hào)，直到進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。量子信息科學(xué)涉及到編碼、通信、處理和利用量子力學(xué)粒子測(cè)量信息。研究表明量子計(jì)算中利用量子比特比經(jīng)典粒子有著更高的安全性。單光子源的制備已經(jīng)在很多材料或系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn):單原子、單分子、量子點(diǎn)和色心等,單光子源在量子力學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和量子計(jì)算以及光量子信息處理中有著很重要的應(yīng)用。

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紅外單光子探測(cè)器的研制

單光子探測(cè)作為一項(xiàng)重要的微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，在物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科內(nèi)眾多領(lǐng)域均有著十分廣泛的應(yīng)用。近些年，隨著量子力學(xué)和信息科學(xué)的發(fā)展，誕生了一門新的學(xué)科分支—量子信息科學(xué)。本文綜述了迄今為止各種類型的單光子探測(cè)器,并指出各自在量子信息技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和不足之處以及發(fā)展方向。量子信息科學(xué)已經(jīng)成為物理學(xué)和信息學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在這門學(xué)科中，單光子探測(cè)技術(shù)同樣起著非常重要的作用。 目前，量子信息科學(xué)的研究中大量采用單光子作為量子信息的載體，因此單光子探測(cè)技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。

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光子型探測(cè)器

光子型探測(cè)器（ photon detector） 利用外光電效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)制成的輻射探測(cè)器，也稱光電型探測(cè)器。探測(cè)器中的電子直接吸收光子的能量，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號(hào)，常用于探測(cè)紅外輻射和可見光。半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的性能在很大程度上取決于制備探測(cè)器所用的半導(dǎo)體材料。本征半導(dǎo)體材料比摻雜半導(dǎo)體材料更加有用。20軟件編寫應(yīng)用程序,分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)單通道和雙通道光子數(shù)據(jù)的采集,并通過應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行顯示、處理、存儲(chǔ)等操作。本征半導(dǎo)體材料既能用來(lái)制作光導(dǎo)型探測(cè)器，又能制做光伏型探測(cè)器；而摻雜半導(dǎo)體只能做成光導(dǎo)型探測(cè)器。截止波長(zhǎng)較長(zhǎng)的半導(dǎo)體光子型探測(cè)器，大多數(shù)必須在較低溫度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探測(cè)器在室溫下的探測(cè)率明顯低于低溫下的探測(cè)率。為了保持半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的正常工作，常把探測(cè)器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測(cè)器達(dá)到較低的工作溫度。

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超導(dǎo)單光子探測(cè)技術(shù)

單光子探測(cè)是弱光測(cè)量技術(shù)的核心,在量子信息、物理、生物、化學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域具有關(guān)鍵性的作用。傳統(tǒng)以光電倍增管或雪崩二極管為基礎(chǔ)的單光子探測(cè)器的低靈敏度和高暗計(jì)數(shù)限制了信噪比的提高,低計(jì)數(shù)率限制了測(cè)量速度和動(dòng)態(tài)范圍。典型的熱探測(cè)器包括吸收能量的吸收體，測(cè)量溫度變化的溫度計(jì)，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。以超導(dǎo)材料作為光敏感器件的單光子探測(cè)技術(shù),其量子效率、暗計(jì)數(shù)率和計(jì)數(shù)率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的單光子探測(cè)器,它們的出現(xiàn)勢(shì)必給單光子測(cè)量相關(guān)學(xué)科帶來(lái)巨大影響。

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