由APD實驗特性改進單光子探測技術(shù)的研究.pdf

1、華南師范大學碩士學位論文由APD實驗特性改進單光子探測技術(shù)的研究姓名：郭健平申請學位級別：碩士專業(yè)：光學指導教師：劉頌豪廖?？?0050601摘要單光子探測器是量子密鑰分配系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，它決定了系統(tǒng)安全傳輸距離、密碼產(chǎn)生碼率等重要性能指標。在量子密鑰分配系統(tǒng)中，工作在400～1100nm波段，以硅雪崩光電二極管(APD)為基礎(chǔ)的單光子探測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而在石英光纖的低損耗窗口光通信波段，單光子探測仍有許多研究工作。F1前國內(nèi)外量

2、子保密通信研究的熱點集中在開發(fā)通信波段高效的單光了探測器。本文利用自制的無源抑制電路，研究蓋革模式FAPD貫穿和雪崩特性，并從粒子分布角度加以解釋；對APD溫度精密控制進行了研究，提出了一種新的溫控方法。淪文第一章對量子密鑰分配的基本原理、各種通信協(xié)議做了系統(tǒng)介紹，重點闡述了量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)所用的單光子源和系統(tǒng)對探測器的要求。第二章詳細研究了在光通信波段單光子探測中使用最多的InGaAs／lnP雪崩光電二極管，經(jīng)過分析，從APD的眾多參

3、數(shù)中，找出對于挑選單光子探測用APD具有重要的意義的三個參數(shù)。第三章利用無源抑制技術(shù)將光探測器的J—y特性研究拓展到雪崩擊穿電壓之上，并對蓋革模式IAPD的貫穿特性和雪崩特性進行了系統(tǒng)分析。第四章自行設(shè)計并搭建單光子探測器半導體制冷片熱端的水循環(huán)系統(tǒng)。通過研究循環(huán)水的速度和水溫來改變熱端的散熱條件，進行制冷腔溫度控制，從而提出了一種控制APD溫度的新方法。第五章是工作總結(jié)和展望。關(guān)鍵詞：量子密鑰分配，單光子探測器，雪崩光電二極管，貫穿，