铌/铝SNSPD的光耦合结构和性能表征

对铌/铝超导纳米线单光子探测器(SNSPD)的光耦合结构和性能表征进行了研究。通过溅射与剥离的方法制作了超薄铌/铝SNSPD,设计了带有激光准直器的光耦合结构和封装方法,并搭建了可靠的低温测试系统。在700m K下表征了SNSPD的直流特性,得到了单光子响应脉冲和1550nm波长下的探测效率,并研究了探测效率和暗计数率与偏置电流的关系。     

基于N个有序纠缠光子对的量子机密共享方案

提出了一种基于N个有序纠缠光子对量子机密共享方案.用纠缠光子作为信息的载体,密钥管理者Alice将纠缠光子对分成两个序列,其中一个序列直接发送给合作者之一Bob,在确保第一个序列发送安全后,再对第二个序列进行编码,发送给另一个合作者Charlie.Bob和Charlie分别对他们所接收到的光子序列进行Bell基联合测量,从而得到Alice所发布的密钥,完整密钥的获得需要管理者和所有合作者共同实现.本方案采用两体纠缠态,相对三体纠缠态来说,在实验上更容易实现,仅需要线性光学元件和简单的纠缠源.     

单光子计数光谱仪探测系统的研究

为提高光谱仪的探测灵敏度,采用了单光子计数器作为光谱仪的探测元件,建立了单光子计数光谱仪的探测系统.在该系统中,主机通过通用串行总线控制连接在开发板串口上的单光子计数器并采集相应的探测结果.设计了通用串行总线开发板的固件程序和主机的应用程序.应用赛普拉斯公司的通用串行总线开发套件中的模板以及美国国家仪器公司的虚拟仪器软件的驱动程序向导,生成了相应的驱动程序和安装信息文件.安装运行了探测系统并测试了探测系统的基本性能.结果表明:每10ms暗记数值为0到10个,满足其性能指标范围;测量计数值与积分时间有很好的线性关系,误差在0.3%以内;测量获得了人体皮肤的光辐射计数值.     

Afterpulsing characteristics of InGaAs/InP single photon avalanche diodes

In Ga As/In P single photon avalanche diodes（SPADs） are more and more available in many research fields. They are affected by afterpulsing which leads to a poor single photon detection probability. We present an In Ga As/In P avalanche photodiode with an active quenching circuit on an application specific integrated circuit（ASIC）. It can quench the avalanche rapidly and then reduce the afterpulse rate. Also this quenching circuit can operate in both free-running and gated modes.Furthermore, a new technique is introduced to characterize the influence of the higher order of afterpulses, which uses a program running on a field programmable gate array（FPGA） integrated circuit.     

单光子电离质谱用于二噁英前生体检测

垃圾焚烧处理是二噁英的主要产生源之一,在二噁英的形成阶段会先形成氯苯、氯酚、多环芳烃等二噁英类前生体。这些前生体浓度较高,并且与二噁英类毒性当量存在密切关联。对前生体的在线检测研究已成为主要研究方向之一。本研究利用自制的纳秒真空紫外电离-飞行时间质谱仪,发展了一种快速测量气相条件下氯苯、多氯酚、萘等方法,并通过标准样测试对该方法进行了实验评估。对于氯苯标准样,在5~100μg/L范围内,用本方法获得的母体离子信号强度与浓度呈现良好的线性关系。     

Determination of breakdown voltage of In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP single photon avalanche diodes

We examine the saturation of relative current gain of In0.53 Ga0.47As/InP single photon avalanche diodes(SPADs) operated in Geiger mode.The punch-through voltage and breakdown voltage of the SPADs can be measured using a simple and accurate method.The analysis method is temperature-independent and can be applied to most SPADs.     

旋转异构和键长变化对溶液中FTC分子光谱性质的影响

采用含时密度泛函理论结合极化连续模型计算了不同溶剂环境下FTC分子各旋转异构体的单光子吸收光谱. 结果显示在气态和溶剂中,各异构体的最大吸收波长均存在大约30 nm的差别. 在不同溶剂中,各异构体的能量次序和相应的玻尔兹曼统计分布几率发生了较大变化. 基于Hartee-Fock方法优化的结构,计算了玻尔兹曼统计平均吸收光谱,结果与实验符合得很好. 计算表明,对于所研究的分子体系,键长变化对分子的光谱性质有重要影响.     

天基单光子激光雷达危险空间碎片探测仿真

危险空间碎片的探测与监控一直是空间碎片探测的重点与难点,现有的技术还不能实现对危险空间碎片的有效监测与定轨。针对危险空间碎片的探测,研究了一种主动式天基激光雷达探测方式。该方式采用了天基的单光子探测技术,以期实现对几百公里量级的危险空间碎片进行探测。首先简要分析了点目标激光雷达方程,建立了空间环境的背景光噪声模型,探讨了单光子激光雷达的探测概率与虚警率,对激光的回波信号与探测精度进行了理论分析与仿真,最后分析了不同目标的探测能量需求。由理论分析与仿真结果来看,对500 km处的尺寸为10 cm的目标可以实现精度为0.2 m的有效探测。     

量子光源综述

量子密码通信是最近二十多年发展起来的一种新型通信技术,它利用量子特性来实现或增强通信的安全性。量子保密通信系统基于光量子信号的传输特性,因此如何获得稳定可靠的量子光源就成为实现量子保密通信的主要问题。文中介绍了量子通信中已有的几种光源(单光子光源、连续变量光源、纠缠态光源)的原理和相关实验,最后介绍了量子光源的应用,并对其前景进行了展望。     

空间目标单光子探测建模及实验验证

为了对空间单光子探测系统的科学设计和性能评估提供有效的指导, 我们针对空间目标单光子探测系统进行仿真建模, 分析并推导了激光回波功率和回波光子数公式, 利用所建立的模型对探测系统进行仿真,得到激光回波光子数模型仿真值; 通过具体的地面模拟实验对应用在空间目标探测中的单光子探测器（SPAD）进行定标后,得到定标性能曲线,再通过具体的室内目标探测实验得到激光回波光子数实验值。两者进行对比,结果表明,实验验证所建模型有效且可行。