靳亚晴 董瑞芳† 权润爱 项晓 刘涛 张首刚‡

1) (中国科学院国家授时中心, 中国科学院时间频率基准重点实验室, 西安 710600)

2) (中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049)

基于砷化镓/磷化铟雪崩光电二极管(InGaAs/InP APD)的半导体单光子探测器因工作在通信波段, 且具有体积小、成本低、操作方便等优势, 在实用化量子通信技术中发挥了重要作用.为尽可能避免暗计数和后脉冲对单光子探测的影响, InGaAs/InP 单光子探测器广泛采用门控技术来快速触发和淬灭雪崩效应, 有效门宽通常在纳秒量级.本文研究揭示了门控下单光子探测器可测量的最大符合时间宽度受限于门控脉冲的宽度, 理论分析与实验结果良好拟合.该研究表明, 门控下InGaAs/InP 单光子探测器用于双光子符合测量具有显著的时域滤波特性, 限制了其在基于双光子时间关联测量的量子信息技术中的应用.

1 引 言

单光子探测器是进行光探测最灵敏的仪器.除了在高分辨率光谱测量[1]、光时域反射[2,3]、地球科学[4]、高能物理[5]、激光雷达[6]、空间科学[7]等领域已取得重要应用以外, 单光子探测器也是量子通信技术的关键器件, 被广泛应用于量子保密通信[8,9]、光子相关光谱测量[10,11]、量子物理基础研究[12]、量子时间同步[13−16]和量子信息处理[17]等领域.半导体单光子探测器因具有成本低、体积小、可靠性高等优势, 在实用化量子通信技术中发挥着重要作用.

基于砷化镓/磷化铟雪崩光电二极管(InGaAs/InP APD)的半导体单光子探测器由于工作……