單光子符合探測的研究與應用.pdf

1、符合測量借助電子學的手段將時間相關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，并將此轉換為電信號，進而輸出，最后通過符合測量和符合計數(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、全光量子計算等量子通信與信息領域有著極其重要的應用。對于符合計數(shù)，它可以用乘法器與門等分立元件來實現(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，并且方便隨時修改設計直至滿足實驗要求。越來越多的人選擇使用FPGA設計符合計數(shù)系統(tǒng)，但是許多系統(tǒng)的設計存在同一個問題：兩通道信號到達FPGA引入的路徑延遲不一致性而帶來符合計數(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，我們實驗室對脈沖邊沿觸發(fā)型的單光子探測器進行符合計數(shù)器的設計，并且驗證了合理性。主要內容有以下兩個部分：
　

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，設計了雙通道符合計數(shù)系統(tǒng)。整個符合系統(tǒng)的設計分為了“聯(lián)合整形”，延遲符合和符合計數(shù)三個部分。其中，難點在于“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調用ModelSim-Altera進行仿真，驗證了系統(tǒng)的正確性。
　　第二：介紹了單光子源的二階相關函數(shù)