量單元。常見單光子探測器根據光電效應制作而成，這種機制的主要是雪崩二極管，由于其探測效率低、暗計數比較大，限制其應用。而工作于超導態的單光子探測機理在100年以前已經被發現，隨著近代微電子、微加工技術的出現，使得超導單光子探測器才成為可能。超導單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導膜組成。為了更高效的探測單光子，該帶隙通常被做成曲線型。為了可以產生電脈沖，在超導帶加DC電流偏置，形成超導臨界態。當窄帶隙吸收光子后，形成具有非平衡濃度的準粒子區域。 此時，電流密度超過臨界水平，并在納米帶上形成電阻區域。該電阻區域是由于單光子在該位置打破了該點超導態，形成一個熱點，熱點在此處表現出電阻態 ...

光子計數器/單光子探測器（SPD）的結構組成以及模塊功能。本篇文章主要說明兩種工作模式。上篇文章中，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應輸出信號。這兩種模式對于探測不可預測的光子到達非常有用。自由運行模式可以用于粗略測量，門控模式用于更高精度測量。在自由運行模式下，APD連續檢測光子。在這種配置中，不需要外部時鐘(異步模式)。每次檢測到光子，都會發送到一個脈沖，然后在APD上持續一個空載時間(持續時間由用戶設置)。 在空載時間內，即使光子仍在撞擊APD，APD也不會向外輸出信號。空載時間結束后，可以探測光子。在門控模式下，需要外加一個電信號，如圖1所示，可以外觸發也可以使用自帶的 ...

在前面的文章中，我們介紹了超導探測器的基本組成結構。其中，主要有控制器、探測器腔體、壓縮機。本篇文章我們主要介紹下新版的控制器。在介紹新版控制器之前，首先簡單了解下舊版控制器；控制器見如下圖所示，舊版控制器只有兩個通道，不支持擴展，出廠后就已經固定好。兩個機械旋鈕用來調節偏置電流，，灰色LCD顯示屏下面三個機械按鍵用來操作工作模式；兩個機械開關控制放大器電源以及溫控通道，偏置電流設置、信號輸出；從下圖中可以看到這種設計只能在現場調制、占用空間大；如果通道不夠用只能增加控制器，因此通道空間密度低；新版控制基于ucLinux操作系統，因此在TCP/IP協議支持下，可以輕松實現遠程操作，更加方便參數 ...

基于APD型單光子探測器工作有兩種模式：自由模式和門控模式，本篇文章我們著重說明下查看暗計數需要注意的地方。當我們拿到一臺新的設備時，可能會比較關注設備實際參數與出廠參數是否一致時，我們可以自行檢查該設備暗計數；因為此設備使用起來比較容易，軟件界面簡潔明了，不存在相對復雜的操作；并且在產品手冊中，也多次標注有注意事項和軟件使用說明；由于該設備集成有探測器和計數器功能，可以方便的在軟件界面上顯示探測到的光子數，因此也可以在此界面查看暗計數值。在兩種工作模式下，查看暗計數存在較大的差異。在自由模式下，軟件界面我們設置曝光時間（刷新時間）為1s，切換工作模式為自由模式，設置死時間如上圖表中其中值，在 ...

在之前眾多的文章中，我們從探測器的整體使用、單個控制模塊、脈沖整形模塊、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD，相信大家對這款探測器比較熟悉了。這篇文章中，將更加深入的了解這款探測器。探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體、壓縮機、偏置電流控制器、氦氣管。其中探測器腔體主要有：外殼、冷頭、SSPD芯片以及同軸線纜等部件；偏置電流控制器有新舊兩個版本，主要有低噪放大器、偏置電流控制器、顯示等部分；納米芯片安裝在探測器腔體中。探測器芯片需要工作在超低狀態，使得芯片可以工作在超導態。因此整套系統都是圍繞這一點工作；首先為了芯片可以工作在比較好的狀態下，需要將腔內的空氣排空，達到一定的真空條件；這時候壓 ...

目前，可用的單光子探測器件有：光電倍增管（PMT），工作在蓋革模式下的雪崩光電二級管（APD）等。在400至900nm光波段，以硅APD為敏感元件的單光子探測器性能良好，暗計數小于25cps，量子效率在650nm附近可高達到70%。但由于帶隙寬度的限制，硅APD對波長1微米以上的光沒有響應。在近紅外光波段（1100~1650nm），目前性能很好的是基于銦鎵砷（）APD的單光子探測器，其量子效率在1.55μm波長處能達約25%，暗計數約10^3cps左右。總體而言，不論光電倍增管還是基于APD的單光子探測器，其量子效率、暗計數等性能遠不能滿足量子信息計數發展的需要，特別是針對所謂的線性量子計算， ...

光子計數器/單光子探測器；前者更多被稱作時間相關單光子計數器（TCSPC），更多應用在比較關心單光子對應的時間信息,而其根據分辨率不同、通道數不同又存在差異；后者更多被稱為單光子探測器，因為其內部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景，應用更加偏重單光子的數量，這種產品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計數器的功能。本篇著重介紹后者，單光子計數器/單光子探測器（SPD）。基本框圖如下圖所示，主要由APD、偏壓控制、溫度控制、信號采樣、信號處理模塊、MCU控制器組成。圖1 系統框圖從上圖可看出，其核心部件是APD；當光照射在APD上，在偏置電壓下產生雪崩效應，此時經過AP ...

基于VS2012搭建quTAG控制環境quTAG作為一款性能優異的TCSPC，其時間分辨率可達1ps，最高計數率可達25MHz；但是作為科研、工業使用的儀器，設備自帶的PC端操作軟件，可滿足絕大多數使用場合。對于需要集成在項目系統中，需要使用設備的API接口，將設備控制集成到系統中。基于此，我們以Visual Studio 2012開發環境搭建測試模板，也可以直接聯系我們獲取項目模板。1、新建工程模板；2、確定、保存，新建一個hello world；3、可以在qutools官網或者聯系我們下載QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip壓縮包，解壓后找到inc、lib文件夾。在工程目錄 ...

quTAG是一款時間-數字轉換器，它測量電信號并記錄相關時間標簽。這種時間標簽流可以用于各種各樣的應用——測量范圍從皮秒到幾天。通用時間標記方法可用于相關測量(互相關、自相關)、壽命測量(start - stop)以及一次測量中的更多可能性。保存的時間標簽流包含重建每次測量和分析所需的所有信息。1、軟件安裝。從附帶的U盤中拷貝Daisy@QUTAG-V1.5.3.exe軟件到目標目錄下。正常完成軟件安裝。2、設備連接。將電源線與連接到設備背面110~230V交流接口。使用附帶的USB 3.0線纜與PC連接。打開設備，啟動Daisy.exe軟件。3、切換到Detector Parameter標簽 ...

SCONTEL超導單光子納米線探測器（SSPD）使用全封閉的光纖通道作為光源的接入介質。由于納米線單光子芯片的結構，導致探測效率與光源的偏振態緊密相關。因此使用常見的三環型偏振控制器，用于控制探測器輸入端光源的偏振態。該控制器主要應用于單模到保偏光纖的應用、偏振相關損耗的測量、偏振敏感器件的應用、光纖激光器、光纖干涉儀。而在SSPD應用中，就屬于偏振敏感器件的應用。在本篇文章中，主要討論三環型偏振控制器的原理，進而在偏振調試時使探測器達到最優探測效率。三環型偏振控制器主要由三個環路、基座、壓蓋等組成，覆蓋波長范圍從500-1600nm。光纖纏繞在一定半徑三個光纖圓圈上產生彈光效應，同時改變三個 ...