单光子探测器及其发展应用 PPT讲稿.ppt
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1、单光子探测器及其发展应用 第1页,共14页,编辑于2022年,星期五单光子探测器的发展现状:n过去的几年内,量子信息技术得到了飞速的发展,并且已经成为物理学和信息学界关注的焦点。在这项技术中,单光子探测又是关键中的关键。n单光子探测技术在高分辨率的光谱测量、非破坏性物质分析、高速现象检测、精密分析、大气测污、生物发光、放射探测、高能物理、天文测光、光时域反射、量子密钥分发系统等领域有着广泛的应用。由于单光子探测器在高技术领域的重要地位,它已经成为各发达国家光电子学界重点研究的课题之一。第2页,共14页,编辑于2022年,星期五单光子探测器的原理单光子探测器的原理 图2单光子探测器电路组成框图A
2、PD的输出信号单光子信号尖峰信号二极管的输出信号:尖峰信号第3页,共14页,编辑于2022年,星期五单光子探测器的应用单光子探测器的应用n(一)、红外波段单光子探测器及其在量子通信领域中的应用n(二)可门控单光子探测器在天文观测中的应用第4页,共14页,编辑于2022年,星期五(一)、红外波段单光子探测器及其在量子通信领域中的应用n目前,单光子探测器在通信波段的应用中,量子密钥分发技术(QKD)可能是最受关注的领域之一。n现阶段广为使用的通信系统,原则上都可以被窃听,存在安全隐患。量子保密通信技术通过单一光子或纠缠光子来传送信息,有其绝对安全性。n当信源与信宿之间用单光子传输信息时,实际上是降
3、低信道损耗,但是光子的波段必须在通信波段附近,而且为了实现量子密钥分发技术,探测器需要有较高探测效率和较低的暗计数率,这就意味着在这样的通信系统中需要用InGaAs/InP APD 或SSPD 作为单光子探测器件。第5页,共14页,编辑于2022年,星期五InGaAs/InP APD 与SSPD 作为单光子探测器在量子通信中的应用 n原始密钥分发率:表示每一个脉冲中平均包含的光子数 表示光子能在光纤中传输的概率,表示光子能被接收的概率,表示探测器的探测效率,表示重复频率 在在QKD系统中两个重要参数:系统中两个重要参数:原始密钥分发率 和量子比特误码率(QBER):第6页,共14页,编辑于20
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