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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
100 MHz光子数可分辨探测器量子层析标定
Quantum tomography calibration of 100 MHz photon-number-resolving detector
投稿时间:2022-12-25  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2023.005.003
中文关键词:  电容平衡  光子数可分辨探测  量子探测器层析  正值算符测度矩阵  Wigner函数
英文关键词:capacitance balancing  photon-number-resolving detection  quantum detector tomography  positive-operator-valued measure matrix  Wigner function
基金项目:国家重点研发计划(2021YFB2801100);国家自然科学基金(62175152,61927813)
作者单位E-mail
单晓 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
龙耀强 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
武文 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
梁焰 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 yanliangSPD@163.com 
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中文摘要:
      设计了基于雪崩光电二极管的光子数可分辨单光子探测器,采用短脉冲门控信号结合电容平衡噪声抑制方案实现了单通道100 MHz、探测效率40.5%的高性能探测,配合空间分束,有效分辨入射光子数目。为了更完整地描述探测器的量子特征,引入量子探测器层析技术,由单通道单光子探测器入手,到双通道光子数可分辨探测器,进行了量子层析标定,重新构建了其正值算符测度矩阵以及对应的Wigner函数。结果表明,双通道100 MHz光子数可分辨探测器可实现量子探测。
英文摘要:
      In this paper, we designed a photon-number-resolving single-photon detector based on an avalanche photodiode, which used a short-pulse gated signal combining with a capacitive balanced noise suppression scheme to achieve a single-channel high-performance detection of 100 MHz with a detection efficiency of 40.5%, and effectively resolved the number of incident photons with spatial beam splitting. In order to more completely describe the quantum characteristics of the detector, we introduced the quantum detector tomography technology, starting from the single-channel single-photon detector to the dual-channel photon-number-resolving detector, performed quantum tomography calibration, reconstructed its positive-operator-valued measure matrix and the corresponding Wigner function, and established the corresponding theoretical model. The results show that the dual-channel 100 MHz photon-number-resolving detector can achieve quantum detection.
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