一种超导单光子探测器探测效率测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超导单光子探测器探测效率测量装置及方法，其中装置由宽光谱相对探测效率测量系统和特殊波长点下的绝对探测效率测量系统组成。测量方法是首先完成超导单光子探测器在特定偏振条件下的宽波段相对探测效率测量，获取相对探测效率曲线；然后在同一偏振条件下进行数个特殊波长点下的绝对探测效率测量，并用该波长点下的绝对探测效率对相对探测效率曲线进行校正，从而实现特定偏振条件下宽波段绝对探测效率的精确测量。本发明专利技术方法较为简易和快捷，用于实现对超导单光子探测器在宽光谱范围下探测效率的绝对测量；同时实现在不同入射光偏振态下对超导单光子探测器探测效率的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种超导单光子探测器探测效率测试装置与方法
本专利技术属于单光子探测
，具体涉及一种超导单光子探测器探测效率测试装置与方法。
技术介绍
以量子通信、量子计算和量子精密测量为代表的量子信息技术的发展离不开各类极限灵敏度探测器的有效支撑。单光子探测技术作为极限灵敏度光信号测量技术，已经成为量子信息
发展不可或缺的关键核心技术之一。在紫外-可见光波段目前应用较为广泛的单光子探测器主要有光电倍增管、基于硅材料的雪崩光电二极管。近红外波段的单光子探测器主要为InGaAs材料的雪崩光电二极管，但由于其探测效率和时间抖动等指标较可见光波段单光子探测器差距较远，在此背景下各类工作于红外波段的各类超导单光子探测器得到快速发展和应用，其中比较具有代表性的有超导纳米线单光子探测器和超导转换边沿单光子探测器等。其中，相比于超导转换边沿单光子探测器，超导纳米线单光子探测器具有更高的计数率，最低工作温度要求低，系统装置相对紧凑，在量子雷达、量子保密通信等工程应用领域得到广泛使用。探测效率作为超导单光子探测器最为核心的技术指标，如何对探测效率进行精确定标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导单光子探测器探测效率测试装置，其特征在于，由宽光谱相对探测效率测量系统和特殊波长点下的绝对探测效率测量系统组成；所述宽光谱相对探测效率测量系统，包括：宽谱激光光源、单色系统、光束准直系统、光闸、偏振调制系统、半透半反镜、监视探测器、标准探测器、光阑、滤光片轮、线性渐变滤光片、透镜、超导单光子探测器、计数器、计算机和保偏光纤；宽谱激光光源发出的宽谱激光经单色系统单色分光后输出带有一定发散角的单色激光，单色激光经光束准直系统整形后变为准直光束；在光闸开启的情况下，单色激光依次穿过光闸和光阑后进入偏振调制系统，经偏振调制后输出带有特定偏振方向的单色激光；经偏振调制后的激光被半透半反镜按特...

【技术特征摘要】
1.一种超导单光子探测器探测效率测试装置，其特征在于，由宽光谱相对探测效率测量系统和特殊波长点下的绝对探测效率测量系统组成；所述宽光谱相对探测效率测量系统，包括：宽谱激光光源、单色系统、光束准直系统、光闸、偏振调制系统、半透半反镜、监视探测器、标准探测器、光阑、滤光片轮、线性渐变滤光片、透镜、超导单光子探测器、计数器、计算机和保偏光纤；宽谱激光光源发出的宽谱激光经单色系统单色分光后输出带有一定发散角的单色激光，单色激光经光束准直系统整形后变为准直光束；在光闸开启的情况下，单色激光依次穿过光闸和光阑后进入偏振调制系统，经偏振调制后输出带有特定偏振方向的单色激光；经偏振调制后的激光被半透半反镜按特定比例分为两路，一路进入监视探测器，用于监视激光功率波动，另一路经安装在滤光片轮上的滤光片、线性渐变滤光片和多个光阑后激光功率被衰减为单光子量级，衰减后的激光经透镜会聚耦合进保偏光纤，经光纤传输到超导单光子探测器，超导单光子探测器的脉冲信号由计数器甄别提取后传送到计算机进行数据处理；所述绝对探测效率测量系统，包括：偏振调制系统、透镜、超导单光子探测器、计数器、计算机、泵浦光源、起偏器、波片、反射镜、非线性晶体、二向色镜、滤光片轮、长波通滤光片、二向色分光片、单光子探测器、符合测量系统和保偏光纤；泵浦光源发出的泵浦激光首先进入起偏器和波片进行起偏调制，起偏调制后的泵浦光由反射镜转折后经透镜耦合进非线性晶体进行参量下转换产生两路共线相关光子，相关光子进一步由透镜整形为准直光；准直后的相关光子经过二向色镜、长波通滤光片、二向色镜后滤除相关光子中残留的泵浦光子；滤波后的相关光子经二向色分光片按波长分为两路，一路经透镜会聚、长波通滤光片和滤光片轮中的滤光片滤波后进入单光子探测器，另一路首先经偏振调制系统进行偏振调制后，在经透镜会聚、长波通滤光片和滤光片轮中的滤光片滤波后进入超导单光子探测器；单光子探测器和超导单光子探测器的计数信号接入符合测量系统进行符合测试，符合测试信号接入计算机进行超导单光子探测器绝对探测效率分析。


2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述宽光谱相对探测效率测量系统中的宽谱激光光源的波长范围覆盖超导单光子探测器的工作波长范围，并根据超导单光子探测器的工作模式选择脉冲光源或连续输出光源。


3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述宽光谱相对探测效率测量系统中的宽谱激光光源为LDLS类型宽谱光源；所述宽光谱相对探测效率测量系统中的监视探测器和校准探测器均选择相应工作波长的陷阱探测器，并经过相对光谱响应校准。


4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述宽光谱相对探测效率测量系统中的滤光片轮和两组线性渐变滤光片构成强光衰减系统，每次探测效率测试过程中都需要用同一标准探测器进行该特定波长和偏振状态下强光衰减系统透过率的测量。


5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述绝对探测效率测量系统中的泵浦光源的波长和工作模式需要与定标波长和超导单光子探测器的工作模式相匹配；所述绝对探测效率测量系统中的非线性晶体需根据定标波长进行周期、相位匹配角参数进行特殊选择，用于实现相关光子共线输出，并根据定标波长的进行晶体切换；所述绝对探测效率测量系统中的单光子探测器的工作模式需与超导单光子探测器相匹配，单光子探测器为超导类型单光子探测器或APD类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄新港，史学舜，刘长明，张鹏举，刘红博，赵发财，沈荣仁，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37