[发明专利]基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机

权利要求书

1.一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，包括低温下的具有光子数分辨能力的串联型超导纳米线单光子探测器、低温放大器以及常温放大器，输入的光信号经所述串联型超导纳米线单光子探测器转化为电信号，所述串联型超导纳米线单光子探测器的输出端通过同轴线在低温工作区下与低温放大器的输入端相连，低温放大器的输出端通过同轴线由低温放大器连接至室温环境，并通过常温放大器传输至外部检测仪器；使用串联型超导纳米线单光子探测器提取出接收信号中光脉冲的光子数信息，经过计算，转化为接收到此光子数下的最大似然概率其中c^(j)表示第j个PPM时隙脉冲代表的符号，I表示输入，y_k,j表示第k个PPM符号的第j个PPM时隙脉冲中的光子数，n_s为脉冲平均信号光子数，n_b为脉冲平均背景光子数，C为常数，此概率信息作为软输入信息，输入至纠错码模块进行纠错，从而降低背景光子对光通信的影响并提高所使用纠错码的纠错能力。

2.根据权利要求1所述的一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，所述串联型超导纳米线单光子探测器与低温放大器均安装在制冷装置的内部。

3.根据权利要求2所述的一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，所述串联型超导纳米线单光子探测器由超导纳米线构成，每组所述超导纳米线并联电阻后，进行串联，由一路端口输出。

4.根据权利要求3所述的一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，所述同轴线位于制冷装置内部。

5.根据权利要求1所述的一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，所述串联型超导纳米线单光子探测器具有高速的特点，当串联型超导纳米线单光子探测器中的一条纳米线产生响应时，其余纳米线仍能继续响应，从而实现高速率、远距离下的少光子通信。

6.根据权利要求1所述的一种基于超导纳米线单光子探测器的少光子通信接收机，其特征在于，所述外部检测仪器读取输出信号，并通过数字信号处理算法将输出信号脉冲的到达时刻和光子数信息提取出来；为了解决信号叠加，无法准确鉴别脉冲幅度和上升沿时间的问题，信号经过数字采样后，通过引入匹配滤波算法，消除脉冲叠加效应。