一种小型化上转换单光子探测器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种小型化的上转换单光子探测器，其包括光路集成模块、频率上转换模块、单光子探测模块和集成控制模块。其中，光路集成模块上集成有泵浦光源、光衰减器、波分复用器和滤波器，且经隔光处理；集成控制模块上集成有光路控制单元、频率上转换控制单元和探测控制单元，以为探测器提供所有电控功能；并且光路集成模块与所述频率上转换模块之间通过光纤实现光路连接。通过这种设计，使得能够降低探测器结构的复杂性、方便地实现探测器的小型化布局，改善探测效率，降低生产和维护成本，有利于探测器的产品化。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化上转换单光子探测器
本技术涉及光学检测领域，更具体地涉及上转换单光子探测器的小型化。
技术介绍
量子保密通信，在国防、公共安全和经济活动中都有重要意义。然而量子密码的实用化进程中仍然存在着技术瓶颈,其中之一就是通信波段单光子探测器的性能不完美,这就限制了量子密码的传输距离和成码率。当前,国际上通用的通讯波段单光子探测器主要有三类:超导单光子探测器,铟镓砷雪崩二极管单光子探测器和上转换单光子探测器。超导单光子探测器需要工作在液氦温度下,其设备体积大、成本昂贵，为量子密码实用化设立了巨大障碍；商用的铟镓砷雪崩二极管单光子探测器，不需制冷剂、可集成，然而由于材料工艺的不完美性造成了其暗计数及后脉冲较高，量子效率仅约10％，这也限制了其在长距离量子密钥分发中的应用。上转换单光子探测器是利用非线性光学的和频过程，将通讯波段光子上转换成为可见光光子，同时保持着量子特性不变，然后利用硅雪崩二极管单光子探测器进行探测。上转换单光子探测器量子效率高，不需制冷剂，可集成，且性能稳定、易于集成、便于操作。图1示出了一种已经商用的上转换单光子探测器的原理图。如图1所示，对于这种单通道的近红外上转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化上转换单光子探测器，其包括光路集成模块(1)、频率上转换模块(2)、单光子探测模块(3)和集成控制模块(4)，其特征在于：所述光路集成模块(1)上集成有泵浦光源(11)、光衰减器(12)、波分复用器(13)和滤波器(14)；所述频率上转换模块(2)上集成有四通道的周期极化铌酸锂波导，用于对信号光和泵浦光进行频率上转换以输出和频光；所述集成控制模块(4)上集成有用于控制所述光路集成模块(1)的光路控制单元、用于控制所述频率上转换模块(2)的频率上转换控制单元和用于控制单光子探测模块(3)的探测控制单元；并且所述光路集成模块(1)与所述频率上转换模块(2)之间通过光纤实现光路连接。

【技术特征摘要】
1.一种小型化上转换单光子探测器，其包括光路集成模块(1)、频率上转换模块(2)、单光子探测模块(3)和集成控制模块(4)，其特征在于：所述光路集成模块(1)上集成有泵浦光源(11)、光衰减器(12)、波分复用器(13)和滤波器(14)；所述频率上转换模块(2)上集成有四通道的周期极化铌酸锂波导，用于对信号光和泵浦光进行频率上转换以输出和频光；所述集成控制模块(4)上集成有用于控制所述光路集成模块(1)的光路控制单元、用于控制所述频率上转换模块(2)的频率上转换控制单元和用于控制单光子探测模块(3)的探测控制单元；并且所述光路集成模块(1)与所述频率上转换模块(2)之间通过光纤实现光路连接。2.如权利要求1所述的单光子探测器，其中，所述光路集成模块(1)被设置成具有第一至第八共8个输入端口和第一至第八共8个输出端口，所述第一至第四输入端口用于接收所述信号光；所述第一至第四输出端口用于输出所述信号光与所述泵浦光的合束光；所述第五至第八输入端口用于接收所述和频光；以及，所述第五至第八输出端口输出所述和频光...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑名扬，谢秀平，周飞，张强，
申请(专利权)人：山东量子科学技术研究院有限公司，济南量子技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东,37