[發(fā)明專利]單光子探測裝置及包括該單光子探測裝置的量子通信設備

有效

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• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113188657B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 陳柳平;張建;張國鋒;范永勝;萬相奎;付仁清
• 申請（專利權）人: 國開啟科量子技術（北京）有限公司;廣東啟科量子信息技術研究院有限公司
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01J1/02;G01J1/04;H04B10/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種單光子探測裝置及包括該單光子探測裝置的量子通信設備，單光子探測裝置包括：殼體；制冷組件，設置在殼體的腔體底部；單光子雪崩光電二極管，安裝在制冷組件上；輸入光纖，經由殼體的側壁上的通孔從殼體外向內引入并連接到單光子雪崩光電二極管；封裝蓋，結合到殼體的頂部開口以將制冷組件和單光子雪崩光電二極管封裝到殼體內部，其中，封裝蓋上形成有第一電路圖案和第二電路圖案，第一電路圖案電連接到單光子雪崩光電二極管并將探測到的光信號傳送給數(shù)據(jù)交互接口，第二電路圖案電連接到制冷組件并將經由供電接口獲得的電力輸送給制冷組件。本發(fā)明提供的單光子探測裝置能夠避免因向外露出接口而開設槽孔從而降低裝置氣密性的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及量子通信技術領域，尤其涉及一種單光子探測裝置及包括該單光子探測裝置的量子通信設備。

背景技術

在量子保密通訊及量子計算技術領域中，通常使用單光子探測裝置來對量子光進行探測，以獲得量子態(tài)所傳遞的信息。由于單光子探測裝置內的單光子雪崩光電二極管必須置于密封性非常穩(wěn)定的低溫（例如，-40℃或-50℃）環(huán)境下才能進行正常工作，因此要求單光子探測裝置具有非常可靠、穩(wěn)定的氣密性。

在相關技術中，由于設置在單光子探測裝置的驅動控制電路板上的供電接口和數(shù)據(jù)交互接口必須向外露出才能接入外部電源并將探測到的光信號傳送給其他裝置或設備，因此需要在單光子探測裝置的殼體的側壁上開設橫向槽孔，以使得驅動控制電路板能夠從殼體的側面插入并設置到殼體內部，同時使得驅動控制電路板的部分向外露出以設置供電接口和數(shù)據(jù)交互接口。然而，這種橫向槽孔的面積較大，盡管可使用硅膠對該槽孔進行密封，但是硅膠會隨著溫度或環(huán)境的變化而從密封處脫落或分離，因而仍然無法確保單光子探測裝置的氣密性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種單光子探測裝置及包括該單光子探測裝置的量子通信設備。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種單光子探測裝置，所述單光子探測裝置包括：殼體；制冷組件，設置在所述殼體的腔體底部；單光子雪崩光電二極管，安裝在所述制冷組件上；輸入光纖，經由設置在所述殼體的側壁上的通孔從所述殼體外向內引入并連接到所述單光子雪崩光電二極管；以及封裝蓋，結合到所述殼體的頂部開口以將所述制冷組件和所述單光子雪崩光電二極管封裝到所述殼體的腔體內部，其中，所述封裝蓋上形成有第一電路圖案和第二電路圖案，所述第一電路圖案電連接到所述單光子雪崩光電二極管并將所述單光子雪崩光電二極管從所述輸入光纖探測到的光信號傳送給設置在所述封裝蓋上的數(shù)據(jù)交互接口，所述第二電路圖案電連接到所述制冷組件并將經由設置在所述封裝蓋上的供電接口從外部電源獲得的電力輸送給所述制冷組件。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述封裝蓋由鋁基板和陶瓷板中的一種制成。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一電路圖案和所述第二電路圖案形成在所述封裝蓋的上表面。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述封裝蓋中還設置有貫穿所述封裝蓋的第一過線孔，與所述單光子雪崩光電二極管電連接的線纜穿過所述第一過線孔，以從所述殼體內向外引出并且電連接到所述第一電路圖案。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述線纜經由設置在所述封裝蓋的上表面上的相應孔口處的焊盤而被焊接在所述封裝蓋上，以使所述線纜電連接到所述第一電路圖案并且密封所述第一過線孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述封裝蓋中還設置有貫穿所述封裝蓋的第二過線孔，與所述制冷組件電連接的線纜穿過所述第二過線孔，以從所述殼體內向外引出并且電連接到所述第二電路圖案。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述線纜經由設置在所述封裝蓋的上表面上的相應孔口處的焊盤而被焊接在所述封裝蓋上，以使所述線纜電連接到所述第二電路圖案并且密封所述第二過線孔。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述過線孔的孔壁表面上涂覆有介電層。