單光子符合探測的研究與應(yīng)用.pdf

1、符合測量借助電子學(xué)的手段將時(shí)間相關(guān)的脈沖從不同探測器的輸出脈沖中選擇出來。攜帶量子信息的單光子可以通過單光子探測器檢測，并將此轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而輸出，最后通過符合測量和符合計(jì)數(shù)等措施來獲得單光子所攜帶的信息。單光子符合探測在單光子源的研究、量子操作、多光子干涉、糾纏光子對的判定、單光子干涉的研究、全光量子計(jì)算等量子通信與信息領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用。對于符合計(jì)數(shù)，它可以用乘法器與門等分立元件來實(shí)現(xiàn)，但是分立元件會給信號帶來額外的延遲。近幾

2、年，由于基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA）的迅速發(fā)展，F(xiàn)PGA具有更多的門電路，體積更小，成本更低，并且方便隨時(shí)修改設(shè)計(jì)直至滿足實(shí)驗(yàn)要求。越來越多的人選擇使用FPGA設(shè)計(jì)符合計(jì)數(shù)系統(tǒng)，但是許多系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在同一個(gè)問題：兩通道信號到達(dá)FPGA引入的路徑延遲不一致性而帶來符合計(jì)數(shù)誤差。為了解決這一問題，針對外部觸發(fā)的單光子探測器，我們實(shí)驗(yàn)室對脈沖邊沿觸發(fā)型的單光子探測器進(jìn)行符合計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，并且驗(yàn)證了合理性。主要內(nèi)容有以下兩個(gè)部分：
　

3、　第一：論述了符合測量的基本原理、方法和多種單光子探測器，比較了幾種單光子探測器的使用范圍。針對外部觸發(fā)的單光子探測器，設(shè)計(jì)了雙通道符合計(jì)數(shù)系統(tǒng)。整個(gè)符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為了“聯(lián)合整形”，延遲符合和符合計(jì)數(shù)三個(gè)部分。其中，難點(diǎn)在于“聯(lián)合整形”的處理，這也是本論文的創(chuàng)新之處。它成功解決了由路徑延遲而引起的誤差。我們通過QuartusⅡ調(diào)用ModelSim-Altera進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)的正確性。
　　第二：介紹了單光子源的二階相關(guān)函數(shù)