一种光子数分辨测量装置及方法制造方法及图纸

一种光子数分辨测量装置及方法，涉及量子信息领域。为了解决已有的光子数分辨技术工作温度低的问题。本发明专利技术利用分光棱镜将待检测信号光分为反射、透射两束信号光，利用PIN光电探测器采集反射信号光并换为电信号并发送至高速示波器；利用多模光纤将透射信号光耦合至多像素光子计数器中，多像素光子计数器根据其像素接收到光子输出电脉冲信号至高速示波器中；高速示波器多像素光子计数器输出的电脉冲信号；然后对电脉冲波形进行筛选；记录筛选后的每个电脉冲波形在触发信号到达后5ns时所对应的电压值作为电脉冲高度h1，绘制电脉冲高度直方图；取电脉冲高度直方图中相邻两峰所对应横坐标的平均值h2，光子数为对应h1除以h2的取整结果。

A photon number resolution measurement device and method

A photon number resolution measuring device and method relates to the field of quantum information. In order to solve the problem of low temperature of the existing photon counting technology. The invention divides the signal light to be detected into two beams of reflected and transmitted signal light by a splitting prism, collects the reflected signal light by a PIN photoelectric detector, converts the reflected signal light into an electric signal and transmits it to a high-speed oscilloscope, and couples the transmitted signal light to a multi-pixel photon counter by a multi-mode fiber, and the multi-pixel photon counter is connected according to its pixels. Receive the photon output electric pulse signal to the high-speed oscilloscope; high-speed oscilloscope multi-pixel photon counter output electric pulse signal; then filter the electric pulse waveform; record the selected electric pulse waveform 5 ns after the trigger signal arrived at the corresponding voltage value as the electric pulse height h1, draw the electric pulse height Histogram; take the average value of the abscissa corresponding to the two adjacent peaks in the height histogram of the electric pulse h2, photon number is the integral result of the corresponding H1 divided by h2.

【技术实现步骤摘要】
一种光子数分辨测量装置及方法
本专利技术属于量子信息领域，尤其涉及光子数分辨测量。
技术介绍
光子数分辨测量技术在量子光学领域扮演着极其重要的角色。在探测和制备非经典多光子态的过程中，分辨光脉冲中的光子数是一项不可或缺的步骤。受限于探测器量子效率，暗计数率，死时间以及工作温度，实现光子数分辨探测是极具挑战性的。目前已有的光子数分辨技术包括：输出脉冲高度随入射光子数的增加而增加的雪崩光电二极管。这种二极管具有90％左右的探测效率，但是需要低温冷却且暗计数率很高。基于超导器件的光子数分辨技术。超导可以降低探测的暗计数率，但是进一步降低了工作温度，实用价值较低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决目前已有的光子数分辨技术工作温度低的问题，现提供一种光子数分辨测量装置及方法。一种光子数分辨测量装置，其特征在于，包括：分光棱镜1、多模光纤2、多像素光子计数器3、高速示波器4和PIN光电探测器5；分光棱镜1将待检测信号光分为反射、透射两束信号光，所述反射信号光入射至PIN光电探测器5的光敏面上，PIN光电探测器5将入射光转换为电信号并发送至高速示波器4；所述透射信号光经多模光纤2耦合至多像素光子计数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子数分辨测量装置，其特征在于，包括：分光棱镜(1)、多模光纤(2)、多像素光子计数器(3)、高速示波器(4)和PIN光电探测器(5)；分光棱镜(1)将待检测信号光分为反射、透射两束信号光，所述反射信号光入射至PIN光电探测器(5)的光敏面上，PIN光电探测器(5)将入射光转换为电信号并发送至高速示波器(4)；所述透射信号光经多模光纤(2)耦合至多像素光子计数器(3)中，多像素光子计数器(3)的电脉冲信号输出端连接高速示波器(4)的电脉冲信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种光子数分辨测量装置，其特征在于，包括：分光棱镜(1)、多模光纤(2)、多像素光子计数器(3)、高速示波器(4)和PIN光电探测器(5)；分光棱镜(1)将待检测信号光分为反射、透射两束信号光，所述反射信号光入射至PIN光电探测器(5)的光敏面上，PIN光电探测器(5)将入射光转换为电信号并发送至高速示波器(4)；所述透射信号光经多模光纤(2)耦合至多像素光子计数器(3)中，多像素光子计数器(3)的电脉冲信号输出端连接高速示波器(4)的电脉冲信号输入端。2.根据权利要求1所述的一种光子数分辨测量装置，其特征在于，待检测信号光为脉冲宽度小于1ns的重复脉冲激光。3.一种光子数分辨测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用分光棱镜(1)将待检测信号光分为反射、透射两束信号光，步骤二：利用PIN光电探测器(5)采集反射信号光并换为电信号，将该电信号作为触发信号发送至高速示波器(4)中；步骤三：利用多模光纤(2)将透射信号光耦合至多像素光子计数器(3)中，多像素光子计数器(3)根据其像素接收到光子输出电脉冲信号至高速示波器(4)中；步骤四：高速示波...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子静，赵远，岑龙柱，靳辰飞，宋杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23