一种单光子探测器探测效率的测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种单光子探测器探测效率的测量系统，该单光子探测器探测效率的测量系统包括：依次连接设置的单波长激光器、可调光纤衰减器、光纤耦合器、待测单光子探测器、时间相关单光子计数器以及智能终端；其中，所述单波长激光器与可调光纤衰减器之间通过光纤连接器连通，所述光纤耦合器分别连通所述可调光纤衰减器以及待测单光子探测器，所述待测单光子探测器与时间相关单光子计数器之间通过同轴线缆连通，所述时间相关单光子计数器与智能终端之间通过USB连接线连通。本实用新型专利技术将激光通过可调光纤衰减器和光纤耦合器将激光衰减至皮瓦量级，提供了一种测量结果准确的测量单光子探测器探测效率的新方案，结构紧凑，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种单光子探测器探测效率的测量系统


[0001]本技术涉及光电测量仪器领域，尤其涉及一种单光子探测器探测效率的测量系统。

技术介绍

[0002]单光子探测器是一种检测灵敏度达到单个光子能量级别的探测器，常用于极弱光信号的探测，广泛应用于时间分辨荧光寿命、荧光相关光谱、激光雷达测距、非视域成像、光子反聚束、符合计数、量子通信等领域。市面上高性能的单光子探测器基本为国外产品，近年来，国内也有许多科研团队致力于高性能单光子探测器的研制，探测效率作为基本的性能参数，是单光子探测器是否实用的重要指标。
[0003]探测效率η＝探测器响应光子数/入射到探测器光子数。时间相关单光子计数器可以记录单位时间内光子数量。光功率计可以测量激光功率，进而计算出单位时间光子数量。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中相关产品的不足，本技术提出一种单光子探测器探测效率的测量系统。
[0005]本技术提供了一种单光子探测器探测效率的测量系统，包括：单波长激光器、可调光纤衰减器、光纤耦合器、待测单光子探测器、时间相关单光子计数器以及智能终端；所述单波长激光器、可调光纤衰减器、光纤耦合器、待测单光子探测器、时间相关单光子计数器以及智能终端依次连接设置，其中，所述单波长激光器与可调光纤衰减器之间通过光纤连接器连通，所述光纤耦合器分别连通所述可调光纤衰减器以及待测单光子探测器，所述待测单光子探测器与时间相关单光子计数器之间通过同轴线缆连通，所述时间相关单光子计数器与智能终端之间通过USB连接线连通。
[0006]在本技术的某些实施方式中，所述单波长激光器是波长为780nm的半导体激光器。
[0007]在本技术的某些实施方式中，所述智能终端为电脑，用来读取时间相关单光子计数器的计数数据。
[0008]在本技术的某些实施方式中，所述光纤连接器为光纤跳线。
[0009]在本技术的某些实施方式中，所述同轴线缆为阻抗50欧姆的同轴线缆。
[0010]与现有技术相比，本技术有以下优点：
[0011]本技术实施例所述单光子探测器探测效率的测量系统将激光通过可调光纤衰减器和光纤耦合器将激光衰减至皮瓦量级，相较于现有技术，提供了一种测量结果准确的测量单光子探测器探测效率的新方案，结构紧凑，操作方便。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本技术所述单光子探测器探测效率的测量系统的原理结构参考示意图。
[0014]附图标记说明：
[0015]1、单波长激光器；2、可调光纤衰减器；3、光纤耦合器；4、待测单光子探测器；5、时间相关单光子计数器；6、智能终端；7、光纤连接器；8、同轴线缆；9、USB连接线。
具体实施方式
[0016]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例。本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0017]参阅图1所示，所述单光子探测器探测效率的测量系统包括单波长激光器1、可调光纤衰减器2、光纤耦合器3、待测单光子探测器4、时间相关单光子计数器5以及智能终端6；所述单波长激光器1、可调光纤衰减器2、光纤耦合器3、待测单光子探测器4、时间相关单光子计数器5以及智能终端6依次连接设置，其中，所述单波长激光器1与可调光纤衰减器2之间通过光纤连接器7连通，所述光纤耦合器3分别连通所述可调光纤衰减器2以及待测单光子探测器4，所述待测单光子探测器4与时间相关单光子计数器5之间通过同轴线缆8连通，所述时间相关单光子计数器5与智能终端6之间通过USB连接线9连通。
[0018]在本技术实施例中，所述单波长激光器1使用了波长为780nm的半导体激光器，每次测量时发射单一波长激光。
[0019]所述可调光纤衰减器2，用来将激光衰减合适的倍数。所述光纤耦合器3，用于将光功率进行衰减，达到待测单光子探测器4所需功率。
[0020]所述时间相关单光子计数器5，用来记录单光子探测器探测的光子数，并通过所述智能终端6来进行控制和数据读取。
[0021]所述智能终端6为电脑，用来读取时间相关单光子计数器5的计数数据，所述智能终端6也可以是其他同类型的单光子计数器对应的读取终端。
[0022]所述光纤连接器7为光纤跳线或等同功能的光纤连接器7。
[0023]所述同轴线缆8为阻抗50欧姆的同轴线缆8，连接待测单光子探测器4输出和时间相关单光子计数器5。
[0024]所述USB连接线9连接电脑与时间相关单光子计数器5，通过时间相关单光子计数器5软件获取光子计数。
[0025]本技术实施例所述单光子探测器探测效率的测量系统将激光作为光子源，通过可调光纤衰减器2和光纤耦合器3将激光功率衰减到单光子探测器可用数量级；由于该数量级在皮瓦(1pW＝10^
‑
12W)量级以下，一般的功率计达不到这种级别，因此无法直接测量入射到单光子探测器的光子数；而本技术将激光通过可调光纤衰减器2和光纤耦合器3
将激光衰减至皮瓦量级；因此，本技术需要先测量系统的衰减比，然后测量衰减前的光功率，计算得到衰减后也就是入射到单光子探测器的光功率；单光子计数器可以获取准确的光子计数；单光子探测器的探测计数与入射单光子探测器的光子数的比值即为单光子探测器的探测效率。
[0026]即首先，用光功率计多次测量输入光纤耦合器3的功率P3和输入待测单光子探测器4的功率P4的比值RL＝P3/P4的平均值，RL反映该衰减系统的衰减损耗。调节合适的P3值，使其按该损耗衰减后得到合适的单光子计数率R0。关闭激光，测量环境噪声计数率Rn，开启激光测量实测光子计数率R，由此得到待测单光子探测器4在该波长处的探测效率η＝(R
‑
Rn)/R0*100％。
[0027]本技术实施例所述单光子探测器探测效率的测量系统将激光通过可调光纤衰减器2和光纤耦合器3将激光衰减至皮瓦量级，相较于现有技术，提供了一种测量结果准确的测量单光子探测器探测效率的新方案，结构紧凑，操作方便。
[0028]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本技术的实施例，但并不限制本技术的专利范围，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单光子探测器探测效率的测量系统，其特征在于，包括：单波长激光器(1)、可调光纤衰减器(2)、光纤耦合器(3)、待测单光子探测器(4)、时间相关单光子计数器(5)以及智能终端(6)；所述单波长激光器(1)、可调光纤衰减器(2)、光纤耦合器(3)、待测单光子探测器(4)、时间相关单光子计数器(5)以及智能终端(6)依次连接设置，其中，所述单波长激光器(1)与可调光纤衰减器(2)之间通过光纤连接器(7)连通，所述光纤耦合器(3)分别连通所述可调光纤衰减器(2)以及待测单光子探测器(4)，所述待测单光子探测器(4)与时间相关单光子计数器(5)之间通过同轴线缆(8)连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雪俊，高袁满，黄超，
申请(专利权)人：武汉东隆科技有限公司，
类型：新型
国别省市：