全光纤关联光子对标定通讯波段单光子探测器量子效率的实验研究

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单光子探测器在计量技术领域,科学实验及光电检测领域,尤其是在未来的量子通信领域有着重要的应用,它已经成为各国光电子学界重点研究的课题。量子效率作为单光子探测器的一个重要参数,如何对其进行精确标定就成为一个具有重要意义的研究课题。传统的标定方法需要一个参考标准,即标准的光源或精度更高的标准探测器,这限制了标定的复现性和精度的有效提高。20世纪80年代,研究者提出一种不借助任何参考标准也不涉及单光子探测器其它指标的绝对标定方法,就是利用量子关联光子对的关联特性来进行标定。目前,单光子探测器量子效率标定实验中使用的都是晶体参量下转换过程产生的关联光子对,但是这种关联光子对在标定过程中有许多不足之处。与之相比,近年来出现的基于光纤四波混频过程产生的关联光子对就具有很大优势。因此,本研究小组提出利用光纤四波混频产生的关联光子对来对单光子探测器的量子效率进行标定,这种方法具有提高测量结果的精确度及实际应用的潜力。   本论文首先阐明了单光子探测器量子效率标定在单光子探测中的意义,然后介绍了利用量子关联光子对标定单光子探测器量子效率的方法,同时指出了利用晶体产生的关联光子对进行标定实验的不足之处,然后,详细阐述了基于光纤产生的关联光子对绝对标定单光子探测器的理论原理。最后介绍了实验装置与实验过程,并对实验结果进行了分析。在综合考虑传输效率及各种损耗后,测得探测器对1550nm通讯波段的光的量子效率约为13.74%,论文中还对影响实验的拉曼光子和单通道带宽进行了比较分析。
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