高速单光子探测器样机数据

基于光谱分析仪、光功率计、半导体激光器、高速示波器、时间相关单光子计数器、信号发生器、射频信号发生器等，评估高速可集成单光子探测器的基本性能。主要内容包括高速可集成单光子探测器的探测带宽、探测效率、暗计数率、门控宽度、时间抖动、灵敏度、探测波长等。设置信号发生器一路输出信号为10 MHz，用作射频信号发生器外触发信号，设定射频信号发生器输出2.75 GHz正弦信号作为单光子探测器门控触发信号，可通过高速示波器读取记录门控信号的重复频率。信号发生器另一路输出为10 MHz，作为外触发信号调制半导体激光器输出同步脉冲激光；激光器的同步信号送入时间相关单光子计数器的“SYNC”端，作为计数的开始信号，激光器的输出光信号经衰减后由单光子探测器接收，单光子探测器的输出电信号接入时间相关单光子计数器的“CH1”端，作为计数停止信号。通过高速示波器读取记录门控信号的重复频率，即为单光子探测器的探测带宽，读取门控信号的宽度，即为探测器门控宽度；调整激光器脉冲能量，使单脉冲内平均光子数为0.1，并通过时间相关单光子计数器获得探测计数，计算得到探测效率；在激光器为输出脉冲光信号时，通过时间相关单光子计数器测得暗计数，并集合探测器门控信号重复频率求得暗计数率；通过显微镜观察探测器芯片，得到集成的探测器数目；通过时间相关单光子计数器测得探测计数的时间分布半高全宽，即为单光子探测器的时间抖动；通过光学衰减器大幅衰减单光子探测器的入射光强度，当由时间相关单光子计数器测得信噪比为1时，记录激光功率作为单光子探测器的灵敏度；将半导体激光器输出光信号接入光谱分析仪，测得探测信号波长；用钢尺分别测量探测器的长、宽、高，获得仪器尺寸信息；采用温度计测量测试环境的温度，作为单光子探测器的工作环境温度。