基于FP腔的單光子傳輸特性及鎖定.pdf

1、單光子探測技術作為一種對微弱光信號探測的技術手段，廣泛應用于高分辨率的光譜測量、天文測距、精密分析、光時域反射、生物發(fā)光、量子通信等領域。單光子光場為量子信息和量子計算奠定了物理實現(xiàn)的基礎。特別是對于量子密鑰系統(tǒng)，單光子的使用能夠保證傳輸信息的絕對安全。目前沒有真正可以應用到實驗系統(tǒng)中的理想單光子源，通常廣泛使用的是平均光子數(shù)遠小于1的強衰減激光作為單光子源，光子數(shù)仍然服從泊松分布，存在多光子概率，從而給竊聽者留下可乘之機，限制了通信雙

2、方的安全傳輸距離范圍。因此光子數(shù)分辨的探測技術具有非常重要的意義。此外，在基于單光子相位編碼密鑰系統(tǒng)傳輸量子信息時，高精細度的FP腔用于篩選信息具有高的相位靈敏度，然而FP腔易受外界環(huán)境的影響。因此需要解決兩個問題，一是使用單光子探測器區(qū)分光子數(shù)，二是實現(xiàn)基于單光子波長調制的高精度FP的鎖定。本文針對以上問題進行了如下工作研究:
　　 第一，利用單光子探測器測量經聲光調制器調制的單光子計數(shù)信息，通過光子計數(shù)的變化得到聲光調制器工

3、作于線性偏置點附近調制光的幅值閾值(這里為0.4v)，光強調制與調制信號呈線性關系，當工作電壓高于閾值時，單光子調制工作于非線性區(qū)域。
　　 第二，理論上基于第一個光子到達時間和不同光子數(shù)引起探測器的響應概率不同分析了單光子探測器對微弱激光脈沖的暫態(tài)響應特性，利用不同光子數(shù)響應時間不同實現(xiàn)光子數(shù)精確分辨。實驗上測量了單光子、雙光子、三光子的響應時間，實現(xiàn)光子數(shù)的準確區(qū)分。分析了微弱激光脈沖的探測時間對光子數(shù)響應時間測量的影響。<