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基于雪崩二极管的通讯波段单光子探测器技术研究

李璐  
【摘要】: 工作在盖革模式下的雪崩光电二极管可以用来探测单光子,被广泛地应用于量子信息领域与传统探测领域。特别是InGaAs/InP雪崩二极管的频谱响应范围从1100到1650nm,这意味着它可以用于光通讯波段(1310nm和1550nm)的单光子探测。 在本文中,我们利用工作在门模模式下的InGaAs/InP雪崩二极管研制了可以用于探测1550nm波长的单光子探测器,整个探测系统包括了雪崩二极管、电压偏置电路、信号放大与鉴别电路、计数器。当单光子探测器工作在盖革模式下,加载有2ns脉宽的门信号时,我们得到的量子效率为9.1%,暗计数率为8.1×10-3/pulse,最佳等效噪声功率是4.0×10-15 W/Hz1/2。随后我们通过实验数据分析证明,通过改变偏置电压大小和比较电压阈值可以得到一个最佳的等效噪声功率。另外,我们还利用了一个标准(等效噪声功率除以重复频率)比较了不同的单光子探测器,说明了我们的系统可以用于实现1550nm波长的单光子探测,未来如果能够采取措施抑制后脉冲效应,系统的性能还可以得到进一步的提高。


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