毕业论文单光子探测器后脉冲概率的测量任务书.doc

山西大学本科毕业论文（设计）任务书学生姓名张某某学 号2004274062所在专业光信息科学与技术论文（设计）题目单光子探测器后脉冲概率测量实验及结果的理论分析题目类别理论研究类 调研报告类 工程设计类 其它（在中打）来 源科研项目 社会（生产）实际 自拟 （在中打）主要任务及目标：近年来，随着量子信息学科的发展，单光子探测器（SPCM）在量子保密通讯1-3、分子荧光寿命测量4, 5、单光子源制备6-8等弱光探测领域中得到了广泛的应用。相比于传统的模拟信号测量方法，单光子探测器对于工作电压及环境温度的微小变化的变化不敏感，具有更高的稳定性和信噪比。1939年，Allen就使用光电倍增管测量到了单个光子9。Roch小组使用单光子探测器测量了单分子光子源的光子统计特性6, 10，并进行了自由空间量子保密通讯3。Gomez等测量了铷原子6S能级4和8S能级的寿命5。但是，这种工作于盖革模式的单光子探测器在没有光子入射时，仍然会产生一定数量的计数，严重影响着其在光子计数测量，尤其是量子保密通讯中的应用。SPCM的噪声主要有两类：一类是由于热噪声和隧穿效应引起的暗计数；另一类是由于俘获载流子的再释放引起的后脉冲。暗计数率基本上与入射光强无关，而后脉冲的强度则随着入射光强的增大而增大。在计数率相对较大的实验中，如量子保密通讯中，暗计数对于测量的影响变得很微弱，如何减小后脉冲的影响就变得尤其重要。通常采用的方法为门控模式测量，即在光子到达的时才使单光子探测器的工作电压高于雪崩电压。为了设置合适的门控脉冲宽度，势必要求我们对于后脉冲的强度及时域分布进行深入了解。论文目标: 分析后脉冲的来源，及测量单光子探测器的后脉冲概率的试实验方法，同时对于测量结果畸变给出修正公式。主要内容 : 1. 1.分析后脉冲的来源2. 分析实验测量后脉冲的方法,(即使用开始-停止技术测量脉冲光的自相关函数曲线，从中得到了单光子探测器的后脉冲概率及时域分布曲线，并对测量引起的畸变提出了修正公式.) 提出改进的地方.3. 分析一些实验数据 ,对于如何减少后脉冲的影响进行讨论.主要参考文献：1. R.G.W.Brown,R.Jones,et al. Characterization of Silicon Avalanche Photodiodes for Photon Correlation Measurements. 2: Active Quenching.1987.Applied Optics.26(12).23832. 陈成杰，徐正卜.光电倍增管M.北京：原子能出版社.19873. S.Cova, M.Ghioni, A.Lacaita, C.Samori,and F.Zappa. Avalanche Photodiodes and Quenching Circuits for Single-photon Detection.1996. APPL.OPT. 35.1956.4. Charles H. Bennett, Quantum cryptography using any two nonorthogonal states, Phys. Rev. Lett., Vol. 68, No. 21, 31213124 (1992)5. Cheng-Zhi Peng, Tao Yang, Xiao-Hui Bao, Jun Zhang, Xian-Min Jin, Fa-Yong Feng, Bin Yang, Jian Yang, Juan Yin, Qiang Zhang, Nan Li, Bao-Li Tian, and Jian-Wei Pan, Experimental free-space distribution of entangled photon pairs over 13 km: towards satellite-based global quantum communication, Phys. Rev. Lett., Vol. 94, No. 15, 150541 (2005)6. Robert G.w.Brown,et.al. Characterization of Silicon Avalanche Photodiodes for Photon Correlation Measurements.1:Passivequenching.1986.APPL. PT.25.41227.宋登元，王小平. APD、PMT及其混合型高灵敏度光电探测器J.半导体技术. 2000.25（3）.5.8. 梁创，廖静等. 硅雪崩光电二极管单光子探测器J. 光子学报.2000.29（12）.11429. E. Gomez, F. Baumer, A. D. Lange, G. D. Sprouse and L. A. Orozco, Phys. Rev. A, 72, 012502 (2005)10. Sergio Cova, A. Lacaita and G. Ripamonti, Trapping phenomena in avalanche photodiodes on nanosecond scale, IEEE Electron Device Letters, Vol. 12, No. 12, 685687 (1991)11. A. Spinelli, L. M. Davis and H. Dautet, Active quenched single-photon avalanche diode for high repetition rate time-gated photon counting, Rev. Sci. Instrum., 67(1), 5561 (1996)12. J. S. Allen, Phys. Rev. 55, 966 (1939)13. Beveratos A, Brouri R, Gacoin T, Poizat J-P, and Grangier P 2001 Phys. Rev. A 64 061802.14. Allaume R, Treussart F, Courty J M and Roch J F 2004 New J. Phys. 6 85.山西大学本科毕业论文（设计）任务书进度安排：2月1日到24日用约一个月的时间查找资料初步确定毕业论文的研究内容。 2月24日到3月7日用2周的时间查找单光子探测器后脉冲概率测量相关资料准备开题。 3月7日到5月16日用约2个半月的时间详细做好毕业论文。主要包含阅读相关的中英文