基于InGaAs/InP低噪声GHz单光子探测器研究(特邀)

作者：龙耀强; 单晓; 武文; 梁焰^*

来源：红外与激光工程, 2023, 52(03): 72-79.

• 单光子探测器
• 雪崩光电二极管
• 低通滤波
• 量子层析

InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)体积小、功耗低、响应速度快，被广泛应用于近红外单光子检测。文中分析了APD雪崩及噪声信号的频谱分布特征，提出了正弦门控结合低通滤波级联方案，噪声抑制比超过40 dB,实现了1～2 GHz高性能探测。当工作速率为1.5 GHz，探测效率设置为20.0%时，后脉冲概率为6.6%，暗计数率仅为6.7×10-7/gate。此外，集成了APD高速门控产生及延时调节模块，温度反馈稳定控制模块，实现了单光子探测器12 h稳定运行，计数标准差仅为1.0%。最后，为了更完整的描述探测器的量子特征，引入量子探测器层析技术进行标定，重新构建了其正值算符测度矩阵以及对应的Wigner函数，为其在量子通信、量子计算等量子信息技术的应用中提供支撑。

• 单位
  上海理工大学