發(fā)布時間：2024-06-19 09:59

　　近年來,隨著量子通信的不斷發(fā)展,作為其中關(guān)鍵技術(shù)的單光子探測技術(shù),也變得逐漸重要起來。而且單光子探測還可以用于天文、生物和物理等領(lǐng)域,如量子計算、激光測距和天文學(xué)應(yīng)用中的微弱成像等。 用于單光子探測的器件有很多種,光電倍增管,超導(dǎo)單光子探測器、雪崩光電二極管等。在這些器件中,InGaAs/InP單光子雪崩二極管由于其在光子探測過程中的高性能、穩(wěn)定性等優(yōu)勢已經(jīng)成為在近紅外通訊波段應(yīng)用最廣泛的固體探測器件。隨著單光子探測技術(shù)在各個領(lǐng)域的實際應(yīng)用增多,如何提高單光子探測器的探測性能,降低其噪聲已經(jīng)成為很多實驗室的熱門研究課題。 本章主要介紹了本人在北京郵電大學(xué)量子通信實驗室對量子通信的關(guān)鍵技術(shù)的研究。主要是對基于InGaAs/InP單光子雪崩二極管單光子探測的理論分析和實驗進展,以及基于單光子探測噪聲產(chǎn)生真隨機數(shù)實驗進展。 緒論主要介紹了量子通信的背景及單光子探測器基本概況,對于常見的單光子探測器件進行了簡單的介紹。第二部分則從InGaAs/InP單光子雪崩二極管(SPAD)的層結(jié)構(gòu)開始詳細分析了它的工作原理和探測過程,并介紹了SPAD的重要參數(shù)和三種雪崩猝滅電路。第三部分主要是本人研究的基...

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1光電倍增管簡單原理圖

圖1-1光電倍增管簡單原理圖從圖1-1中我們可以看出，光電倍增管主要由三部分組成，分別是光電陰極、光電倍增極和光電陽極也稱為收集極。光電陰極是對光子有光敏性的玻璃或者石英。當光子入射到光電倍增管的光電陰極時，會發(fā)生光電效應(yīng)并產(chǎn)生光生電子，隨后釋放的電子在光電倍增極之間的電場中被加....

圖1-3雪崩二極管簡單原理圖

崩，如圖1-3所示。ELECTRICFIELDSTRENGTHEELECTRICFIELD 1 PNJUNCTION @00?O00e?GG? I\/\/\/AVALANCHE05?￠00@?3REGION 少 \ ,Z0?丨/....

圖1-4,其中圖a由Haitz等人提出的p-n結(jié)二極管的平面剖圖，圖b是Mclntyre和Webb提出的穿越雪崩二極管（reach-throughavalanchediode)結(jié)構(gòu)的平面剖圖

其中圖a由Haitz等人提出的p-n結(jié)二極管的平面剖圖，圖b是Mclntyre和Webb提出的穿越雪崩二極管（reach-throughavalanchediode)結(jié)構(gòu)的平面剖圖。（圖來源122])1.2.3.2鍺型雪崩二極管（Ge-SPAD)當在超過1.1的波段進行光子....

圖2-3雪崩二極管的I-V曲線

當雪崩被探測后，必須通過將雪崩二極管的偏置電壓降到其雪崩擊Km之下來粹滅雪崩過程。而當雪崩被粹滅后，二極管的偏置電壓必須被高于雪崩擊穿電壓，這樣SAPD才能正確及時地探測下一個到來的光子。雪崩開始到二極管電壓重置完成的這段時間，SPAD對于到來的光子是無應(yīng)的，并不能產(chǎn)生正確的探測....

本文編號：3995216