超导纳米线单光子探测器的抖动标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超导纳米线单光子探测器的抖动标定系统及方法，包括用于产生周期性脉冲标定信号的FPGA平台、射频脉冲放大器、铌酸锂电光调制器及其偏置电压控制器、1550nm 3kHz线宽分布式反馈激光器、程控光学衰减、三桨偏振控制器、SNSPD单光子探测器、多通道TDC模块、处理数据的上位机。标定方法简单、成本较低，可以标定脉冲堆积引起的SNSPD探测光子附加抖动与探测恢复时间关系的校正曲线，并补偿附加抖动，可以有效解决高速探测应用中SNSPD在高计数率下产生的抖动恶化问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线光通信，本专利技术涉及一种超导纳米线单光子探测器的抖动标定系统及方法。

技术介绍

1、光子计数通信作为一种高灵敏度、低功率要求的激光通信体制，非常适合深空链路场景。然而，随着深空探测任务的不断发展，探测距离和传输数据量进一步增加，对光通信系统的通信速率要求也越来越高。因此，具有探测效率高(接近100％)、暗计数低(<10cps)、时间抖动小(数十皮秒@fwhm)、低阻塞效应(恢复特征时间数十纳秒)等优势的超导纳米线单光子探测器(snspd)逐渐成为深空光通信研究热点。

2、对于单光子成像、单光子雷达、量子通信、光子计数通信等基于snspd的高精度时间测量应用而言，探测光子的时域抖动是限制定时分辨精度的重要因素，特别是在高速光子计数通信应用中，当探测光子总体时域抖动分布溢出时隙持续时间时，潜在的时隙间计数串扰会影响信息恢复以及通信同步的准确性，因此其抖动性能参与决定了时隙频率的上限从而影响最大数据传输速率，在典型的探测光子到达时间分布中，主要包括发射端脉冲激光源自身的边沿抖动和脉宽、源于接收端时间-数字转换器(tdc)读出本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超导纳米线单光子探测器的抖动标定设备，其特征在于，包括FPGA平台，所述FPGA平台用于产生周期性脉冲标定信号，通过对FPGA平台上的两路GT收发器分别进行编码，产生第一路窄脉冲信号和另一路同步标定信号，第一路窄脉冲信号通过光电转换单元进行电光转换，产生同样重频、脉宽的高调制消光比窄脉冲激光信号，用以经过光衰减和偏置控制器后接入SNSPD系统触发探测器对周期性光子级信号的响应，由低噪声射频放大器生成的探测脉冲信号经由多通道TDC模块的多个通道接收并读出时间戳；同时，另一路同步标定信号周期为第一路窄脉冲信号的64倍，直接接入多通道TDC模块并由额外的一路读出时间戳，上位机处理多通道...

【技术特征摘要】

1.一种超导纳米线单光子探测器的抖动标定设备，其特征在于，包括fpga平台，所述fpga平台用于产生周期性脉冲标定信号，通过对fpga平台上的两路gt收发器分别进行编码，产生第一路窄脉冲信号和另一路同步标定信号，第一路窄脉冲信号通过光电转换单元进行电光转换，产生同样重频、脉宽的高调制消光比窄脉冲激光信号，用以经过光衰减和偏置控制器后接入snspd系统触发探测器对周期性光子级信号的响应，由低噪声射频放大器生成的探测脉冲信号经由多通道tdc模块的多个通道接收并读出时间戳；同时，另一路同步标定信号周期为第一路窄脉冲信号的64倍，直接接入多通道tdc模块并由额外的一路读出时间戳，上位机处理多通道tdc模块接收到的各路时间戳并生成附加抖动的校正曲线。

2.根据权利要求1所述的超导纳米线单光子探测器的抖动标定设备，其特征在于，所述光电转换单元包括射频脉冲放大器、铌酸锂电光调制器及其偏置电压控制器及1550nm线宽分布式反馈激光器，所述射频脉冲放大器连接fpga平台的一路gt收发器，所述射频脉冲放大器还连接铌酸锂电光调制器，所述铌酸锂电光调制器连接1550nm线宽分布式反馈激光器和调制器偏置电压控制器。

3.根据权利要求1所述的超导纳米线单光子探测器的抖动标定设备，其特征在于，所述第一路窄脉冲信号为1.25ghz重频、200ps脉宽的窄脉冲信号，另一路同步标定信号为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，文天成，司岳，黄骏，王建宇，舒嵘，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：