[发明专利]一种用于测试DFB激光器、单光子探测器的装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种用于测试DFB激光器、单光子探测器的装置，包括测试电路，该测试电路包括控制器、时钟模块、时间位置测量模块、光源模块、光衰减模块、分光器模块，且上述部件构成的测试电路能够对单光子探测器设备进行测试；所述光源模块包括窄脉冲调节电路、DFB激光器驱动电路、DFB激光器夹具，且包括上述部件的光源模块和控制器构成的测试电路能够测试DFB激光器。本发明的装置能够避免外接光源设备、光衰减器，采用该装置的测试方法能够解决单光子探测器的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试标定问题；采用该装置的测试方法能够完成对量子保密通信中的DFB激光器的光学参数、技术指标进行测试。

技术领域

本发明涉及量子保密通信技术领域，尤其涉及量子保密通信中的DFB激光器和单光子探测器，具体地说是一种用于测试DFB激光器、单光子探测器的装置及其测试方法；该测试装置和测试方法能够解决单光子探测器设备的探测效率、暗计数概率、后脉冲概率、有效门宽的测试标定问题；能够完成对量子保密通信中的DFB激光器的光学参数、技术指标进行测试，并能够覆盖DFB厂家的出厂参数测试。

背景技术

现有的量子保密通信领域中，激光源采用DFB激光器进行发光；在现有的厂商进行DFB激光器测试中通常在激光器的正极和RF-或DC-端增加一个电源(电压源或者电流源)，通过调节电源电压大小(或者电流大小)来测试激光器的发光光谱、P-I曲线以及功率稳定性等。现有厂家DFB激光器的出厂测试示意图如图1所示，该方案能够测试出DFB激光器的一些通用的参数及技术指标。在经典通信应用中，通常将DC-端加载的电流值较大(远大于其约定发热电流Ith值)，通过改变RF-端的电流大小产生不同的发光脉冲，激光器始终处于发光状态。DFB激光器厂家的测试方案非常适用于经典通信领域。

但现有的DFB激光器的测试方法与量子保密通信领域中的使用方法存在较大差异，量子保密通信领域中DFB激光器发光为了保障发光相位随机性，在设计中一般采用在DC-端加载电流小于Ith，而RF-端上加载一个较大的窄脉冲电流实现DFB激光器的发光控制。故DFB厂家的激光器出厂测试与量子保密通信领域中的应用差异较大，不能很好的测试在量子保密通信领域中DFB激光器的发光特性。例如：现有的DFB厂家激光器测试方法不能对DFB激光器RF-端增加一个窄脉冲电流(要求脉冲宽度在百ps量级)，无法测试出DFB激光器在不同的窄脉冲电流和DC-端增加电流组合下的消光比、光谱等特性。

单光子探测技术是量子保密通信领域中的核心技术之一。目前，量子保密通信领域中的单光子探测器主要基于InGaAs/InP材料的雪崩二极管APD作为其探测元件。它的工作模式是通过在APD管子上加上高于雪崩电压的偏置电压使其处于“盖革”模式，当单光子到达APD管子上一定概率触发APD发生“自持雪崩”，产生较大的雪崩电流，通过后级处理电路完成对其进行检测，从而实现单光子的探测。为了保障单光子探测器的连续探测，必须在雪崩发生后、下一个光子到达前淬灭该雪崩过程，目前通用的方式采用门控模式实现雪崩过程的淬灭。