单光子探测器及计数器

单光子探测是一种极微弱光探测法，它所探测的光的光电流强度比光电检测器本身在室温下的热噪声水平(10^-14W)还要低，用通常的直流检测方法不能把这种湮没在噪声中的信号提取出来。单光子计数方法利用弱光照射下光子探测器输出电信号自然离散的特点，采用脉冲甄别技术和数字计数技术把极其弱的信号识别并提取出来。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞，发生倍增效应，***后形成较大的光电流信号。

单光子探测技术在高分辨率的光谱测量、非***性物质分析、高速现象检测、精密分析、大气测污、生物发光、高能物理、天文测光、光时域反射(OTDR)、量子密钥分发系统(QKO)等领域有着广泛的应用。

单光子探测电路设计

基于门控制模式的雪崩***方法,对工作波长为1.31μm的单光子探测器件InGaAs/InP雪崩光电二极管的高压电源和单光子信号检测电路进行了设计,同时对设计中所涉及的关键问题进行了分析。通过巧妙设计脉冲发生器的单稳态电路等效地实现了直流电平叠加脉冲的'光子门',通过使用跨阻前置放大器和精密比较甄别器等能在一定程度上提高探测的灵敏度。本征半导体材料既能用来制作光导型探测器，又能制做光伏型探测器。

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单光子探测器的性能分析

以InGaAsP/InP雪崩光电二极管(APD)为核心器件的红外单光子探测技术,在量子信息技术领域的广泛应用,使其成为近年的研究热点。根据InGaAsP/InPAPD在红外通信波段实现单光子探测的要求和特点,通过APD的门控电路和实验结果分析,探讨了门模式下各种参数与暗计数率、量子效率、量子误码率、信号传输速率之间的关系,为门模参数的选择提供依据。单光子源在量子物理学和量子通信中有着极其重要的作用,在量子光学所涉及到的光源中是一种很基本的光源,有着很普遍的应用。结果表明:偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择,对提高探测器性能起着关键的作用。

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单光子探测器及量子密钥分配

量子密钥分配中的一项关键技术就是在其通信窗口实现单光子探测。单光子探测器的性能决定着量子密钥分配系统的性能。综述了单光子探测器的研究进展，讨论了量子密钥生成速率的安全判据及特点，分析了量子密钥分配的主要实验进展。光子探测器出来的信号渲染光子图的时候，不需要调节采样器和抗锯齿，只需要把渲染参数提高到出图参数即可。的单光子探测器的研制，以及量子密钥分配方案的改进，极大地提高了量子密钥分配的速率和距离。

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