单光子探测器暗计数在激光远距测距的重要性

单光波试探器暗筛选在激光手术远距测距的为重要 

激光测距(ju)(ju)技术(shu)在民用(yong)、军事等方面均(jun)有广泛应用(yong)，远距(ju)(ju)离测距(ju)(ju)的(de)需求也日(ri)益增加。下图(tu)中给出了(le)超导(dao)微(wei)米线单光量子测探器应用(yong)于(yu)激光测距(ju)(ju)的(de)基本原理图(tu)。

 

 

激(ji)光器为1064 nm，回波(bo)经(jing)透镜、光纤(xian)耦(ou)合(he)至(zhi)单光子探测(ce)器，光路(lu)可调节耦(ou)合(he)过程中存在的损耗。激(ji)光发射同时触发计(ji)(ji)时，单光子探测(ce)器响应回波(bo)光量(liang)子以及嗓声激(ji)光，结束计(ji)(ji)时，此周(zhou)期为1ms。单脉冲回波(bo)光子数(shu)n0。可由式得(de)到：

 

 

为激光功率峰值，Δt为激光脉冲宽度，D为接收孔径，分(fen)别为反射/接收光学效率，p为目标物(wu)反射率。

下图为单光子探测器不同条件下的暗计数对信噪比（SNR）的影响，横轴为脉冲积累次数, 纵轴为信噪比,可知，回波率  较高时(shi)（近距离），探(tan)测(ce)器暗计数(shu)(shu)对SNR的影响可(ke)以忽略；回波率较低(di)时(shi)（远空距），较大的暗记数(shu)(shu)会吞(tun)没(mei)无线信号，无法(fa)进(jin)行测(ce)距。

 

 

暗筛选（躁声(sheng)）是指除(chu)了信号光以外，其(qi)他误触发(fa)引起的(de)(de)计数，包括环境(jing)杂(za)(za)散光、电燥音等。环境(jing)杂(za)(za)散光可(ke)(ke)以通(tong)过前置滤波(bo)片等方(fang)法进(jin)行由人祛除(chu)，电噪(zao)(zao)(zao)声(sheng)这(zhei)种设备自(zi)身的(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)声(sheng)，无法进(jin)行人为消(xiao)除(chu)，只能(neng)依(yi)赖探(tan)(tan)测器本身性(xing)能(neng)。因此探(tan)(tan)测器自(zi)身的(de)(de)暗计数以及(ji)探(tan)(tan)测效率直接性(xing)的(de)(de)影响了是否(fou)能(neng)够探(tan)(tan)测到并可(ke)(ke)以有效阅读最终(zhong)光响应脉冲的(de)(de)光子且(qie)不用(yong)被沉入在噪(zao)(zao)(zao)声(sheng)中。

 

2001年(nian)芬兰伦敦师(shi)范(fan)二本大学 Gol’tsman小组(zu)长(zhang)利用５ｎｍ厚度的(de)(de)氮化铌(ni)（ＮｂＮ）薄(bo)膜制成(cheng)(cheng)的(de)(de)单根直(zhi)纳米线(xian)条(tiao)成(cheng)(cheng)功实现了(le)从可(ke)见光到近红外光子(zi)的(de)(de)探(tan)测(ce)由此开启(qi)了(le)SNSPD研(yan)究的(de)(de)先河,而后，该队伍成(cheng)(cheng)立(li)的(de)(de)俄国Scontel公司，第二十(shi)几个年(nian)来一直(zhi)致力于超导纳米线(xian)单光子(zi)探(tan)测(ce)器的(de)(de)研(yan)究，不(bu)断地在(zai)技(ji)术(shu)上取得了(le)新(xin)的(de)(de)突破(po)。

 

超(chao)导納米(mi)线(xian)单激(ji)光(guang)(guang)观测(ce)(ce)器(qi)的出现，极(ji)大促进了量子信息(xi)、光(guang)(guang)电探测(ce)(ce)、超(chao)导电子学(xue)等(deng)领域的发(fa)展,其性能(neng)不断提升(sheng)并在地(di)天空(kong)通信系统、量子光(guang)(guang)学(xue)玻璃研究、脉冲(chong)光(guang)(guang)测(ce)(ce)距等(deng)方面展示出性能(neng)。

 

 

SNSPD的强大一面是具(ju)有从见(jian)到光到中红(hong)外的非常宽的光谱工作(zuo)范围(wei)。我们的探测器(qi)可以(yi)保持一直段的行驶，即7×24小时(shi)，能(neng)够有效(xiao)的抗(kang)御光纤激光切割机(ji)的和电功效(xiao)尖峰的损害。

 

台湾(wan)Scontel子公(gong)司新推出的(de)(de)(de)(de)非(fei)常高(gao)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)超(chao)导(dao)納米(mi)线单(dan)光(guang)波侦测(ce)器(qi)(qi)，其在全中波段内(nei)达(da)到高(gao)量子成功(gong)率(lv)>90%，暗计数(shu)法<10cps，同(tong)时计数(shu)法率(lv)达(da)到了(le)>70MHz.我(wo)们(men)的(de)(de)(de)(de)超(chao)导(dao)纳米(mi)线单(dan)光(guang)子探测(ce)器(qi)(qi)可(ke)提供(gong)最多16节(jie)点(dian)同(tong)时运行，可(ke)提供(gong)反(fan)馈(kui)控制缩小(xiao)机冷库，不耗用(yong)液(ye)氦(hai)，针对不同(tong)应用(yong)提供(gong)匹(pi)配(pei)的(de)(de)(de)(de)产(chan)品(pin)，可(ke)多车道一同(tong)发现及(ji)低总(zong)成本(ben)提高(gao)，且可(ke)以根据您的(de)(de)(de)(de)不同(tong)需求我(wo)们(men)不仅(jin)有(you)如下图中探测(ce)性能的(de)(de)(de)(de)设(she)备，还有(you)多模(mo)大的(de)(de)(de)(de)面(mian)积(ji)遥测(ce)器(qi)(qi)器(qi)(qi)、非(fei)常低的(de)(de)(de)(de)嘈音(yin)遥测(ce)器(qi)(qi)器(qi)(qi)、光(guang)量子数(shu)判定遥测(ce)器(qi)(qi)器(qi)(qi)供(gong)您选择。

 

 

对于SNSPD的(de)每一项参数(shu)，如(ru)果您有(you)非常严格的(de)要求，我们(men)可(ke)为您进行制(zhi)定——试探工(gong)作效(xiao)率(lv)(lv)可(ke)高(gao)(gao)至95%、暗计(ji)数(shu)法可(ke)低至0.1cps（高(gao)(gao)效(xiao)率(lv)(lv)控制(zhi)80%上面的(de)）、死精(jing)力(li)低可(ke)至2ns，精(jing)力(li)发抖可(ke)低至20ps，最明显计(ji)数(shu)法率(lv)(lv)可(ke)高(gao)(gao)达300-500M。北京昊量光电(dian)科技专用(yong)设备(bei)有(you)限集团有(you)限公司(si)集团有(you)限公司(si)是(shi)俄国Scontel品(pin)牌在中(zhong)国的(de)独jia代理公司(si)，对于SNSPD设备(bei)有(you)着进一步(bu)完善的(de)的(de)产(chan)品(pin)施工(gong)/培(pei)训课程(cheng)/加剧全程(cheng)服务，为您的(de)科研保驾护航！

 

基于俄罗斯SCONTEL性能(neng)(neng)超(chao)(chao)群的(de)超(chao)(chao)导(dao)纳米线(xian)单光子探(tan)测(ce)器（SSPD），华人科学(xue)合(he)理能(neng)(neng)力上(shang)大(da)学(xue)光纤激光切(qie)割机的(de)与光纤激光切(qie)割机的(de)工程(cheng)项目系王(wang)双(shuang)教受(shou)（论(lun)述员(yuan)）举例说明(ming)(ming)组(zu)员(yuan)同时(shi)白俄罗斯SCONTEL公(gong)司(si)技术工程(cheng)师Pavel和(he)技术执行官Alexander，通力合(he)作进(jin)行了830雅居乐西(xi)双(shuang)林语10公(gong)里光纤线(xian)上(shang)的(de)双(shuang)场量子密匙(chi)计算研究（实验(yan)模型及文章链接如(ru)下图(tu)），证明(ming)(ming)了基于光纤的(de) QKD 可以实现(xian)超(chao)(chao)过(guo) 140 dB的(de)通道损耗和(he) 833.8 km 的(de)距(ju)离，为进(jin)一(yi)步延长(zhang)传输距(ju)离提供(gong)了一(yi)种可能(neng)(neng)的(de)方(fang)法(fa)，并(bing)为更大(da)范围(wei)的(de) QKD 网(wang)络铺平(ping)了道路。

 

在830公里光(guang)纤上的双场量子密(mi)钥分配-中科(ke)大.pdf

 

 

综上(shang)，对于(yu)超远距(ju)离（远距(ju)离）的(de)激(ji)(ji)光(guang)测(ce)距(ju)及(ji)其(qi)相关(guan)研(yan)究(jiu)中(zhong)，超导微米线单光(guang)量子探测(ce)器器（SNSPD有着超低的(de)暗(an)计数器，高(gao)的(de)全(quan)光(guang)波(bo)检测(ce)能力(li)，高(gao)信(xin)噪比，当回波(bo)率很低时，不会被较大(da)的(de)暗(an)计数淹没掉我们(men)所需的(de)回波(bo)信(xin)号导致无(wu)法进行测(ce)距(ju)，可以非常清晰的(de)接收(shou)到回波(bo)信(xin)号，是激(ji)(ji)光(guang)测(ce)距(ju)研(yan)究(jiu)及(ji)其(qi)相关(guan)研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)不二利器！

 

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