量單元。常見單光子探測器根據(jù)光電效應(yīng)制作而成，這種機(jī)制的主要是雪崩二極管，由于其探測效率低、暗計(jì)數(shù)比較大，限制其應(yīng)用。而工作于超導(dǎo)態(tài)的單光子探測機(jī)理在100年以前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，隨著近代微電子、微加工技術(shù)的出現(xiàn)，使得超導(dǎo)單光子探測器才成為可能。超導(dǎo)單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導(dǎo)膜組成。為了更高效的探測單光子，該帶隙通常被做成曲線型。為了可以產(chǎn)生電脈沖，在超導(dǎo)帶加DC電流偏置，形成超導(dǎo)臨界態(tài)。當(dāng)窄帶隙吸收光子后，形成具有非平衡濃度的準(zhǔn)粒子區(qū)域。 此時(shí)，電流密度超過臨界水平，并在納米帶上形成電阻區(qū)域。該電阻區(qū)域是由于單光子在該位置打破了該點(diǎn)超導(dǎo)態(tài)，形成一個(gè)熱點(diǎn)，熱點(diǎn)在此處表現(xiàn)出電阻態(tài) ...

光子計(jì)數(shù)器/單光子探測器（SPD）的結(jié)構(gòu)組成以及模塊功能。本篇文章主要說明兩種工作模式。上篇文章中，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應(yīng)輸出信號。這兩種模式對于探測不可預(yù)測的光子到達(dá)非常有用。自由運(yùn)行模式可以用于粗略測量，門控模式用于更高精度測量。在自由運(yùn)行模式下，APD連續(xù)檢測光子。在這種配置中，不需要外部時(shí)鐘(異步模式)。每次檢測到光子，都會(huì)發(fā)送到一個(gè)脈沖，然后在APD上持續(xù)一個(gè)空載時(shí)間(持續(xù)時(shí)間由用戶設(shè)置)。 在空載時(shí)間內(nèi)，即使光子仍在撞擊APD，APD也不會(huì)向外輸出信號。空載時(shí)間結(jié)束后，可以探測光子。在門控模式下，需要外加一個(gè)電信號，如圖1所示，可以外觸發(fā)也可以使用自帶的 ...

在前面的文章中，我們介紹了超導(dǎo)探測器的基本組成結(jié)構(gòu)。其中，主要有控制器、探測器腔體、壓縮機(jī)。本篇文章我們主要介紹下新版的控制器。在介紹新版控制器之前，首先簡單了解下舊版控制器；控制器見如下圖所示，舊版控制器只有兩個(gè)通道，不支持?jǐn)U展，出廠后就已經(jīng)固定好。兩個(gè)機(jī)械旋鈕用來調(diào)節(jié)偏置電流，，灰色LCD顯示屏下面三個(gè)機(jī)械按鍵用來操作工作模式；兩個(gè)機(jī)械開關(guān)控制放大器電源以及溫控通道，偏置電流設(shè)置、信號輸出；從下圖中可以看到這種設(shè)計(jì)只能在現(xiàn)場調(diào)制、占用空間大；如果通道不夠用只能增加控制器，因此通道空間密度低；新版控制基于ucLinux操作系統(tǒng)，因此在TCP/IP協(xié)議支持下，可以輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，更加方便參數(shù) ...

基于APD型單光子探測器工作有兩種模式：自由模式和門控模式，本篇文章我們著重說明下查看暗計(jì)數(shù)需要注意的地方。當(dāng)我們拿到一臺新的設(shè)備時(shí)，可能會(huì)比較關(guān)注設(shè)備實(shí)際參數(shù)與出廠參數(shù)是否一致時(shí)，我們可以自行檢查該設(shè)備暗計(jì)數(shù)；因?yàn)榇嗽O(shè)備使用起來比較容易，軟件界面簡潔明了，不存在相對復(fù)雜的操作；并且在產(chǎn)品手冊中，也多次標(biāo)注有注意事項(xiàng)和軟件使用說明；由于該設(shè)備集成有探測器和計(jì)數(shù)器功能，可以方便的在軟件界面上顯示探測到的光子數(shù)，因此也可以在此界面查看暗計(jì)數(shù)值。在兩種工作模式下，查看暗計(jì)數(shù)存在較大的差異。在自由模式下，軟件界面我們設(shè)置曝光時(shí)間（刷新時(shí)間）為1s，切換工作模式為自由模式，設(shè)置死時(shí)間如上圖表中其中值，在 ...

在之前眾多的文章中，我們從探測器的整體使用、單個(gè)控制模塊、脈沖整形模塊、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD，相信大家對這款探測器比較熟悉了。這篇文章中，將更加深入的了解這款探測器。探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體、壓縮機(jī)、偏置電流控制器、氦氣管。其中探測器腔體主要有：外殼、冷頭、SSPD芯片以及同軸線纜等部件；偏置電流控制器有新舊兩個(gè)版本，主要有低噪放大器、偏置電流控制器、顯示等部分；納米芯片安裝在探測器腔體中。探測器芯片需要工作在超低狀態(tài)，使得芯片可以工作在超導(dǎo)態(tài)。因此整套系統(tǒng)都是圍繞這一點(diǎn)工作；首先為了芯片可以工作在比較好的狀態(tài)下，需要將腔內(nèi)的空氣排空，達(dá)到一定的真空條件；這時(shí)候壓 ...

目前，可用的單光子探測器件有：光電倍增管（PMT），工作在蓋革模式下的雪崩光電二級管（APD）等。在400至900nm光波段，以硅APD為敏感元件的單光子探測器性能良好，暗計(jì)數(shù)小于25cps，量子效率在650nm附近可高達(dá)到70%。但由于帶隙寬度的限制，硅APD對波長1微米以上的光沒有響應(yīng)。在近紅外光波段（1100~1650nm），目前性能很好的是基于銦鎵砷（）APD的單光子探測器，其量子效率在1.55μm波長處能達(dá)約25%，暗計(jì)數(shù)約10^3cps左右。總體而言，不論光電倍增管還是基于APD的單光子探測器，其量子效率、暗計(jì)數(shù)等性能遠(yuǎn)不能滿足量子信息計(jì)數(shù)發(fā)展的需要，特別是針對所謂的線性量子計(jì)算， ...

光子計(jì)數(shù)器/單光子探測器；前者更多被稱作時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器（TCSPC），更多應(yīng)用在比較關(guān)心單光子對應(yīng)的時(shí)間信息,而其根據(jù)分辨率不同、通道數(shù)不同又存在差異；后者更多被稱為單光子探測器，因?yàn)槠鋬?nèi)部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景，應(yīng)用更加偏重單光子的數(shù)量，這種產(chǎn)品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計(jì)數(shù)器的功能。本篇著重介紹后者，單光子計(jì)數(shù)器/單光子探測器（SPD）。基本框圖如下圖所示，主要由APD、偏壓控制、溫度控制、信號采樣、信號處理模塊、MCU控制器組成。圖1 系統(tǒng)框圖從上圖可看出，其核心部件是APD；當(dāng)光照射在APD上，在偏置電壓下產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，此時(shí)經(jīng)過AP ...

基于VS2012搭建quTAG控制環(huán)境quTAG作為一款性能優(yōu)異的TCSPC，其時(shí)間分辨率可達(dá)1ps，最高計(jì)數(shù)率可達(dá)25MHz；但是作為科研、工業(yè)使用的儀器，設(shè)備自帶的PC端操作軟件，可滿足絕大多數(shù)使用場合。對于需要集成在項(xiàng)目系統(tǒng)中，需要使用設(shè)備的API接口，將設(shè)備控制集成到系統(tǒng)中。基于此，我們以Visual Studio 2012開發(fā)環(huán)境搭建測試模板，也可以直接聯(lián)系我們獲取項(xiàng)目模板。1、新建工程模板；2、確定、保存，新建一個(gè)hello world；3、可以在qutools官網(wǎng)或者聯(lián)系我們下載QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip壓縮包，解壓后找到inc、lib文件夾。在工程目錄 ...

quTAG是一款時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它測量電信號并記錄相關(guān)時(shí)間標(biāo)簽。這種時(shí)間標(biāo)簽流可以用于各種各樣的應(yīng)用——測量范圍從皮秒到幾天。通用時(shí)間標(biāo)記方法可用于相關(guān)測量(互相關(guān)、自相關(guān))、壽命測量(start - stop)以及一次測量中的更多可能性。保存的時(shí)間標(biāo)簽流包含重建每次測量和分析所需的所有信息。1、軟件安裝。從附帶的U盤中拷貝Daisy@QUTAG-V1.5.3.exe軟件到目標(biāo)目錄下。正常完成軟件安裝。2、設(shè)備連接。將電源線與連接到設(shè)備背面110~230V交流接口。使用附帶的USB 3.0線纜與PC連接。打開設(shè)備，啟動(dòng)Daisy.exe軟件。3、切換到Detector Parameter標(biāo)簽 ...

SCONTEL超導(dǎo)單光子納米線探測器（SSPD）使用全封閉的光纖通道作為光源的接入介質(zhì)。由于納米線單光子芯片的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致探測效率與光源的偏振態(tài)緊密相關(guān)。因此使用常見的三環(huán)型偏振控制器，用于控制探測器輸入端光源的偏振態(tài)。該控制器主要應(yīng)用于單模到保偏光纖的應(yīng)用、偏振相關(guān)損耗的測量、偏振敏感器件的應(yīng)用、光纖激光器、光纖干涉儀。而在SSPD應(yīng)用中，就屬于偏振敏感器件的應(yīng)用。在本篇文章中，主要討論三環(huán)型偏振控制器的原理，進(jìn)而在偏振調(diào)試時(shí)使探測器達(dá)到最優(yōu)探測效率。三環(huán)型偏振控制器主要由三個(gè)環(huán)路、基座、壓蓋等組成，覆蓋波長范圍從500-1600nm。光纖纏繞在一定半徑三個(gè)光纖圓圈上產(chǎn)生彈光效應(yīng)，同時(shí)改變?nèi)齻€(gè) ...