[發明專利]光子檢測裝置和光子檢測方法

在審

• 申請號: 201880058409.5
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN111406325A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 樸贊勇;白洙弦;樸哲右;趙錫范
• 申請（專利權）人: ID量子技術公司;屋里露株式會社
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/02;H01L31/0232
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 段丹輝;劉久亮

本發明涉及一種光檢測效率高的光子檢測裝置，該光子檢測裝置包括：第一光接收部，該第一光接收部接收選通信號并輸出第一信號；第二光接收部，該第二光接收部接收選通信號并輸出第二信號；以及確定部，該確定部基于來自所述第一光接收部的所述第一信號和來自所述第二光接收部的所述第二信號來確定是否接收到光子，其中，光子入射到第一光接收部和第二光接收部當中的第一光接收部上，并且第二光接收部的擊穿電壓高于第一光接收部的擊穿電壓。

技術領域

本發明涉及光子檢測裝置和光子檢測方法，并且具體地，涉及光檢測效率高的光子檢測裝置和光子檢測方法。

背景技術

利用先進的信息通信技術，正在開發量子密碼學通信技術。在量子密碼學通信技術中，用于檢測與單光子一樣弱的光信號的技術正變得重要。

單光子檢測裝置用于檢測諸如信號光子這樣的微弱光信號。雪崩光電二極管通常用作單光子檢測裝置的光接收元件。

當單光子檢測裝置的雪崩光電二極管在蓋革(Geiger)模式下操作時，雪崩光電二極管會生成雪崩信號。

當雪崩光電二極管所生成的雪崩信號不大于雪崩光電二極管的電容響應信號時，難以僅獲得(或檢測)雪崩信號。

當單光子檢測裝置未檢測到雪崩信號時，單光子檢測裝置無法檢測到諸如單光子這樣的微弱光信號。

發明內容

技術問題

本公開的一方面提供了光檢測效率高的光子檢測裝置和光子檢測方法。

技術解決方案

為了實現上述方面，根據本公開的一個實施方式的一種光子檢測裝置包括：第一光接收部，該第一光接收部被配置為接收選通信號并輸出第一信號；第二光接收部，該第二光接收部被配置為接收所述選通信號并輸出第二信號；以及確定部，該確定部被配置為基于從所述第一光接收部接收到的所述第一信號和從所述第二光接收部接收到的所述第二信號來確定是否接收到光子。

具體地，被配置為接收光子的所述第一光接收部的擊穿電壓可以低于所述第二光接收部的擊穿電壓。

具體地，所述選通信號可以在有效時間段(active time period)內保持在第一電壓，并且可以在除了所述有效時間段之外的無效時間段(non-active time period)內保持在比所述第一電壓低的第二電壓。

具體地，所述第一電壓可以高于所述第一光接收部的擊穿電壓并且低于所述第二光接收部的擊穿電壓，或者可以高于所述第一光接收部的擊穿電壓和所述第二光接收部的擊穿電壓。

具體地，所述確定部可以基于通過將所述第一信號與相位被反相的所述第二信號組合而生成的信號來確定是否接收到光子。

具體地，所述第一信號可以包括源自光子接收的信號和源自所述第一光接收部的信號，并且所述第二信號可以包括源自所述第二光接收部的信號。

具體地，源自所述第一光接收部的信號可以為源自所述第一光接收部的電容的第一電容響應信號，并且源自所述第二光接收部的信號可以為源自所述第二光接收部的電容的第二電容響應信號，并且所述第一電容響應信號可以與所述第二電容響應信號基本相同。

具體地，所述第一光接收部中所包括的倍增層與所述第二光接收部中所包括的倍增層具有不同的厚度。

具體地，所述倍增層的厚度與所述擊穿電壓的幅度成比例，所述第二光接收部中所包括的倍增層比所述第一光接收部中所包括的倍增層厚。

具體地，所述第一光接收部中所包括的倍增層與所述第二光接收部中所包括的倍增層具有不同的直徑。

具體地，所述第二光接收部中所包括的倍增層的直徑大于所述第一光接收部中所包括的倍增層的直徑。