單光子探測——光纖傳感

單光子探測器可以對單個光子進(jìn)行探測和計數(shù)，在許多可獲得的信號強(qiáng)度僅為幾個光子能量級的新興應(yīng)用中，單光子探測器可以一展身手。

光纖傳感工作頻帶寬、動態(tài)范圍大、適合遙測遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長度，對輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報警、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。根據(jù)InGaAsP/InPAPD在紅外通信波段實現(xiàn)單光子探測的要求和特點,通過APD的門控電路和實驗結(jié)果分析,探討了門模式下各種參數(shù)與暗計數(shù)率、量子效率、量子誤碼率、信號傳輸速率之間的關(guān)系,為門模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。如果能夠檢測光脈沖的到來，并進(jìn)行光子計數(shù)，就可以實現(xiàn)對微弱光信號的測量。結(jié)果表明:偏置電壓的大小、門脈沖寬度和周期的選擇,對提高探測器性能起著關(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、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教shou潘建偉與陸朝陽、霍永恒等人領(lǐng)銜，和多位國內(nèi)及德國、丹麥學(xué)者合作，在國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)量子計算機(jī)超越經(jīng)典計算機(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，要同時滿足確定性偏振、高純度、高全同性和率這4個幾乎相互矛盾的嚴(yán)苛條件。從2000年以來，美國加州大學(xué)等相繼在單光子源研究方向取得進(jìn)展，但其品質(zhì)還不能滿足實用化需要。分析表明,該探測系統(tǒng)可用于紅外單光子計數(shù),具有暗計數(shù)低、重復(fù)速率快等特點,在眾多鄰域具有重要的應(yīng)用前景。2013年以來，我國潘建偉、陸朝陽等人在國際上首創(chuàng)了量子點脈沖共振激發(fā)技術(shù)，開始引單光子源的發(fā)展。但要實現(xiàn)完好的單光子源，還有兩個重大技術(shù)難題需要逾越：一是量子點會隨機(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。