[實(shí)用新型]一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920734226.2
• 申請(qǐng)日: 2019-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209069421U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈方紅;王薔薇;申子要
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中創(chuàng)為南京量子通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01J1/44
• 分類號(hào): G01J1/44
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 李德濺;徐冬濤

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置，包括測(cè)試電路，該測(cè)試電路包括控制器、時(shí)鐘模塊、時(shí)間位置測(cè)量模塊、光源模塊、光衰減模塊、分光器模塊，控制器上設(shè)有與人機(jī)交換設(shè)備相連接的端口以及分別與時(shí)鐘模塊、時(shí)間位置測(cè)量模塊、光源模塊相連接的端口，光源模塊依次與光衰減模塊、分光器模塊相連接，且時(shí)鐘模塊、時(shí)間位置測(cè)量模塊以及分光器模塊上皆設(shè)有能夠與單光子探測(cè)器設(shè)備相連接的端口，上述部件構(gòu)成的測(cè)試電路能夠?qū)喂庾犹綔y(cè)器設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。本實(shí)用新型的裝置能夠避免外接光源設(shè)備、光衰減器，采用該裝置的測(cè)試方法能夠解決單光子探測(cè)器的探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)概率、后脈沖概率、有效門寬的測(cè)試標(biāo)定問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及量子保密通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種能夠解決單光子探測(cè)器設(shè)備的探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)概率、后脈沖概率、有效門寬的測(cè)試標(biāo)定問(wèn)題的單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

單光子探測(cè)技術(shù)是量子保密通信領(lǐng)域中的核心技術(shù)之一。目前，量子保密通信領(lǐng)域中的單光子探測(cè)器主要基于InGaAs/InP材料的雪崩二極管APD管作為其探測(cè)元件。它的工作模式是通過(guò)在APD管上加上高于雪崩電壓的偏置電壓使其處于“蓋革”模式，當(dāng)單光子到達(dá)APD管上一定概率觸發(fā)APD管發(fā)生“自持雪崩”，產(chǎn)生較大的雪崩電流，通過(guò)后級(jí)處理電路完成對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)單光子的探測(cè)。為了保障單光子探測(cè)器的連續(xù)探測(cè)，必須在雪崩發(fā)生后、下一個(gè)光子到達(dá)前淬滅該雪崩過(guò)程，目前通用的方式采用門控模式實(shí)現(xiàn)雪崩過(guò)程的淬滅。

量子保密通信中，為了保障QKD過(guò)程生成密鑰的安全性，通常對(duì)探測(cè)器設(shè)備中多通道單光子探測(cè)器的探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)概率、后脈沖概率、有效門寬等性能提出相對(duì)嚴(yán)格的匹配要求。目前，各大廠商對(duì)單光子探測(cè)參數(shù)測(cè)試提出了不同的測(cè)試條件。例如：瑞士IDQ公司、美國(guó)PrincetonLightwave公司以及中國(guó)科大國(guó)盾公司都提出了不同的測(cè)試方法，其中科大國(guó)盾“一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法”中較為詳細(xì)的提出了單光子探測(cè)器的各個(gè)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法。科大國(guó)盾提出的一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法的技術(shù)方案如圖1所示。科大國(guó)盾公司提出的測(cè)試方法為：通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)測(cè)試中的參數(shù)下發(fā)和數(shù)值計(jì)算、統(tǒng)計(jì)；主控電路中輸出光源觸發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)給窄脈沖光源，窄脈沖光源發(fā)光后在經(jīng)過(guò)光衰減器產(chǎn)生單光子用于測(cè)試，同時(shí)主控電路中的門控觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)送給單光子探測(cè)器模塊，延時(shí)調(diào)節(jié)在主控電路（測(cè)試工裝）中實(shí)現(xiàn)，單光子探測(cè)器模塊輸出的計(jì)數(shù)送給主板電路上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到單光子探測(cè)器模塊的探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)概率、后脈沖概率、有效門寬等計(jì)數(shù)指標(biāo)。科大國(guó)盾提出的“一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法”能夠有效的解決單光子探測(cè)器在量子保密通信領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試問(wèn)題。但是，現(xiàn)有的測(cè)試裝置需要提供外部的窄脈沖光源和光衰減器，占用較多的設(shè)備和儀器。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能夠解決單光子探測(cè)器設(shè)備的探測(cè)效率、暗計(jì)數(shù)概率、后脈沖概率、有效門寬的測(cè)試標(biāo)定問(wèn)題的單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的：

一種單光子探測(cè)器的測(cè)試裝置，包括測(cè)試電路，其特征在于：所述的測(cè)試電路包括控制器、時(shí)鐘模塊、時(shí)間位置測(cè)量模塊、光源模塊、光衰減模塊、分光器模塊；

控制器，用于接收人機(jī)交換設(shè)備發(fā)出的指令并根據(jù)接收到的指令生成相應(yīng)的控制指令，并將所述控制指令發(fā)送給所述對(duì)應(yīng)模塊，且能夠接收所述對(duì)應(yīng)模塊傳輸來(lái)的信息并傳輸給所述人機(jī)交換設(shè)備；在控制器上設(shè)置有能夠與人機(jī)交換設(shè)備相連接的端口以及多個(gè)與對(duì)應(yīng)模塊相連接的端口；

時(shí)鐘模塊，用于接收所述控制器發(fā)出的控制指令并根據(jù)所述控制指令生成同步時(shí)鐘信號(hào)，將所述同步時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給單光子探測(cè)器設(shè)備和時(shí)間位置測(cè)量模塊；在時(shí)鐘模塊上設(shè)置有與單光子探測(cè)器設(shè)備和時(shí)間位置測(cè)量模塊相連接的端口；