中文：單光子探測器雏蛮；英文：single photon detector

量單元霸琴。常見單光子探測器根據(jù)光電效應制作而成椒振，這種機制的主要是雪崩二極管，由于其探測效率低沈贝、暗計數(shù)比較大杠人，限制其應用。而工作于超導態(tài)的單光子探測機理在100年以前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)宋下，隨著近代微電子嗡善、微加工技術的出現(xiàn)，使得超導單光子探測器才成為可能学歧。超導單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導膜組成罩引。為了更高效的探測單光子，該帶隙通常被做成曲線型枝笨。為了可以產(chǎn)生電脈沖袁铐，在超導帶加DC電流偏置，形成超導臨界態(tài)横浑。當窄帶隙吸收光子后剔桨，形成具有非平衡濃度的準粒子區(qū)域。 此時徙融，電流密度超過臨界水平洒缀，并在納米帶上形成電阻區(qū)域。該電阻區(qū)域是由于單光子在該位置打破了該點超導態(tài)欺冀，形成一個熱點树绩，熱點在此處表現(xiàn)出電阻態(tài) ...

光子計數(shù)器/單光子探測器（SPD）的結(jié)構(gòu)組成以及模塊功能。本篇文章主要說明兩種工作模式隐轩。上篇文章中饺饭，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應輸出信號。這兩種模式對于探測不可預測的光子到達非常有用职车。自由運行模式可以用于粗略測量瘫俊，門控模式用于更高精度測量。在自由運行模式下悴灵，APD連續(xù)檢測光子扛芽。在這種配置中，不需要外部時鐘(異步模式)称勋。每次檢測到光子，都會發(fā)送到一個脈沖涯竟，然后在APD上持續(xù)一個空載時間(持續(xù)時間由用戶設置)赡鲜。 在空載時間內(nèi)空厌，即使光子仍在撞擊APD，APD也不會向外輸出信號银酬〕案空載時間結(jié)束后，可以探測光子揩瞪。在門控模式下赋朦，需要外加一個電信號，如圖1所示李破，可以外觸發(fā)也可以使用自帶的 ...

在前面的文章中宠哄，我們介紹了超導探測器的基本組成結(jié)構(gòu)。其中嗤攻，主要有控制器毛嫉、探測器腔體、壓縮機妇菱。本篇文章我們主要介紹下新版的控制器承粤。在介紹新版控制器之前，首先簡單了解下舊版控制器闯团；控制器見如下圖所示辛臊，舊版控制器只有兩個通道，不支持擴展房交，出廠后就已經(jīng)固定好彻舰。兩個機械旋鈕用來調(diào)節(jié)偏置電流，涌萤，灰色LCD顯示屏下面三個機械按鍵用來操作工作模式淹遵；兩個機械開關控制放大器電源以及溫控通道，偏置電流設置负溪、信號輸出透揣；從下圖中可以看到這種設計只能在現(xiàn)場調(diào)制、占用空間大川抡；如果通道不夠用只能增加控制器辐真，因此通道空間密度低；新版控制基于ucLinux操作系統(tǒng)崖堤，因此在TCP/IP協(xié)議支持下侍咱，可以輕松實現(xiàn)遠程操作，更加方便參數(shù) ...

基于APD型單光子探測器工作有兩種模式：自由模式和門控模式密幔，本篇文章我們著重說明下查看暗計數(shù)需要注意的地方楔脯。當我們拿到一臺新的設備時，可能會比較關注設備實際參數(shù)與出廠參數(shù)是否一致時胯甩，我們可以自行檢查該設備暗計數(shù)昧廷；因為此設備使用起來比較容易堪嫂，軟件界面簡潔明了，不存在相對復雜的操作木柬；并且在產(chǎn)品手冊中皆串，也多次標注有注意事項和軟件使用說明；由于該設備集成有探測器和計數(shù)器功能眉枕，可以方便的在軟件界面上顯示探測到的光子數(shù)恶复，因此也可以在此界面查看暗計數(shù)值。在兩種工作模式下速挑，查看暗計數(shù)存在較大的差異谤牡。在自由模式下，軟件界面我們設置曝光時間（刷新時間）為1s梗摇，切換工作模式為自由模式拓哟，設置死時間如上圖表中其中值，在 ...

在之前眾多的文章中伶授，我們從探測器的整體使用断序、單個控制模塊、脈沖整形模塊糜烹、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD违诗，相信大家對這款探測器比較熟悉了。這篇文章中疮蹦，將更加深入的了解這款探測器诸迟。探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體、壓縮機愕乎、偏置電流控制器阵苇、氦氣管。其中探測器腔體主要有：外殼感论、冷頭绅项、SSPD芯片以及同軸線纜等部件；偏置電流控制器有新舊兩個版本比肄，主要有低噪放大器快耿、偏置電流控制器、顯示等部分芳绩；納米芯片安裝在探測器腔體中掀亥。探測器芯片需要工作在超低狀態(tài)，使得芯片可以工作在超導態(tài)妥色。因此整套系統(tǒng)都是圍繞這一點工作搪花；首先為了芯片可以工作在比較好的狀態(tài)下，需要將腔內(nèi)的空氣排空，達到一定的真空條件撮竿；這時候壓 ...

目前丁稀，可用的單光子探測器件有：光電倍增管（PMT），工作在蓋革模式下的雪崩光電二級管（APD）等倚聚。在400至900nm光波段，以硅APD為敏感元件的單光子探測器性能良好凿可，暗計數(shù)小于25cps惑折，量子效率在650nm附近可高達到70%。但由于帶隙寬度的限制枯跑，硅APD對波長1微米以上的光沒有響應惨驶。在近紅外光波段（1100~1650nm），目前性能很好的是基于銦鎵砷（）APD的單光子探測器敛助，其量子效率在1.55μm波長處能達約25%粗卜，暗計數(shù)約10^3cps左右∧苫鳎總體而言续扔，不論光電倍增管還是基于APD的單光子探測器，其量子效率焕数、暗計數(shù)等性能遠不能滿足量子信息計數(shù)發(fā)展的需要纱昧，特別是針對所謂的線性量子計算， ...

光子計數(shù)器/單光子探測器堡赔；前者更多被稱作時間相關單光子計數(shù)器（TCSPC）识脆，更多應用在比較關心單光子對應的時間信息,而其根據(jù)分辨率不同、通道數(shù)不同又存在差異善已；后者更多被稱為單光子探測器灼捂，因為其內(nèi)部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景换团，應用更加偏重單光子的數(shù)量悉稠，這種產(chǎn)品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計數(shù)器的功能啥寇。本篇著重介紹后者偎球，單光子計數(shù)器/單光子探測器（SPD）〖穑基本框圖如下圖所示衰絮，主要由APD、偏壓控制磷醋、溫度控制猫牡、信號采樣、信號處理模塊邓线、MCU控制器組成淌友。圖1 系統(tǒng)框圖從上圖可看出煌恢，其核心部件是APD；當光照射在APD上震庭，在偏置電壓下產(chǎn)生雪崩效應瑰抵，此時經(jīng)過AP ...

基于VS2012搭建quTAG控制環(huán)境quTAG作為一款性能優(yōu)異的TCSPC，其時間分辨率可達1ps器联，最高計數(shù)率可達25MHz二汛；但是作為科研、工業(yè)使用的儀器拨拓，設備自帶的PC端操作軟件肴颊，可滿足絕大多數(shù)使用場合。對于需要集成在項目系統(tǒng)中渣磷，需要使用設備的API接口婿着，將設備控制集成到系統(tǒng)中〈捉纾基于此竟宋，我們以Visual Studio 2012開發(fā)環(huán)境搭建測試模板，也可以直接聯(lián)系我們獲取項目模板形纺。1袜硫、新建工程模板；2挡篓、確定婉陷、保存，新建一個hello world官研；3秽澳、可以在qutools官網(wǎng)或者聯(lián)系我們下載QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip壓縮包，解壓后找到inc戏羽、lib文件夾担神。在工程目錄 ...

quTAG是一款時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它測量電信號并記錄相關時間標簽始花。這種時間標簽流可以用于各種各樣的應用——測量范圍從皮秒到幾天妄讯。通用時間標記方法可用于相關測量(互相關、自相關)酷宵、壽命測量(start - stop)以及一次測量中的更多可能性亥贸。保存的時間標簽流包含重建每次測量和分析所需的所有信息。1浇垦、軟件安裝炕置。從附帶的U盤中拷貝Daisy@QUTAG-V1.5.3.exe軟件到目標目錄下。正常完成軟件安裝。2朴摊、設備連接默垄。將電源線與連接到設備背面110~230V交流接口。使用附帶的USB 3.0線纜與PC連接甚纲。打開設備口锭，啟動Daisy.exe軟件。3介杆、切換到Detector Parameter標簽 ...

SCONTEL超導單光子納米線探測器（SSPD）使用全封閉的光纖通道作為光源的接入介質(zhì)讹弯。由于納米線單光子芯片的結(jié)構(gòu)，導致探測效率與光源的偏振態(tài)緊密相關这溅。因此使用常見的三環(huán)型偏振控制器，用于控制探測器輸入端光源的偏振態(tài)棒仍。該控制器主要應用于單模到保偏光纖的應用悲靴、偏振相關損耗的測量、偏振敏感器件的應用莫其、光纖激光器癞尚、光纖干涉儀。而在SSPD應用中乱陡，就屬于偏振敏感器件的應用浇揩。在本篇文章中，主要討論三環(huán)型偏振控制器的原理憨颠，進而在偏振調(diào)試時使探測器達到最優(yōu)探測效率胳徽。三環(huán)型偏振控制器主要由三個環(huán)路、基座爽彤、壓蓋等組成养盗，覆蓋波長范圍從500-1600nm。光纖纏繞在一定半徑三個光纖圓圈上產(chǎn)生彈光效應适篙，同時改變?nèi)齻€ ...