[发明专利]单光子探测装置及包括该单光子探测装置的量子通信设备

说明书

本发明提供一种单光子探测装置及包括该单光子探测装置的量子通信设备，单光子探测装置包括：壳体；制冷组件，设置在壳体的腔体底部；单光子雪崩光电二极管，安装在制冷组件上；输入光纤，经由壳体的侧壁上的通孔从壳体外向内引入并连接到单光子雪崩光电二极管；封装盖，结合到壳体的顶部开口以将制冷组件和单光子雪崩光电二极管封装到壳体内部，其中，封装盖上形成有第一电路图案和第二电路图案，第一电路图案电连接到单光子雪崩光电二极管并将探测到的光信号传送给数据交互接口，第二电路图案电连接到制冷组件并将经由供电接口获得的电力输送给制冷组件。本发明提供的单光子探测装置能够避免因向外露出接口而开设槽孔从而降低装置气密性的问题。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，尤其涉及一种单光子探测装置及包括该单光子探测装置的量子通信设备。

背景技术

在量子保密通讯及量子计算技术领域中，通常使用单光子探测装置来对量子光进行探测，以获得量子态所传递的信息。由于单光子探测装置内的单光子雪崩光电二极管必须置于密封性非常稳定的低温（例如，-40℃或-50℃）环境下才能进行正常工作，因此要求单光子探测装置具有非常可靠、稳定的气密性。

在相关技术中，由于设置在单光子探测装置的驱动控制电路板上的供电接口和数据交互接口必须向外露出才能接入外部电源并将探测到的光信号传送给其他装置或设备，因此需要在单光子探测装置的壳体的侧壁上开设横向槽孔，以使得驱动控制电路板能够从壳体的侧面插入并设置到壳体内部，同时使得驱动控制电路板的部分向外露出以设置供电接口和数据交互接口。然而，这种横向槽孔的面积较大，尽管可使用硅胶对该槽孔进行密封，但是硅胶会随着温度或环境的变化而从密封处脱落或分离，因而仍然无法确保单光子探测装置的气密性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单光子探测装置及包括该单光子探测装置的量子通信设备。

根据本发明的一方面，提供一种单光子探测装置，所述单光子探测装置包括：壳体；制冷组件，设置在所述壳体的腔体底部；单光子雪崩光电二极管，安装在所述制冷组件上；输入光纤，经由设置在所述壳体的侧壁上的通孔从所述壳体外向内引入并连接到所述单光子雪崩光电二极管；以及封装盖，结合到所述壳体的顶部开口以将所述制冷组件和所述单光子雪崩光电二极管封装到所述壳体的腔体内部，其中，所述封装盖上形成有第一电路图案和第二电路图案，所述第一电路图案电连接到所述单光子雪崩光电二极管并将所述单光子雪崩光电二极管从所述输入光纤探测到的光信号传送给设置在所述封装盖上的数据交互接口，所述第二电路图案电连接到所述制冷组件并将经由设置在所述封装盖上的供电接口从外部电源获得的电力输送给所述制冷组件。

根据本发明的一个实施例，所述封装盖由铝基板和陶瓷板中的一种制成。

根据本发明的一个实施例，所述第一电路图案和所述第二电路图案形成在所述封装盖的上表面。

根据本发明的一个实施例，所述封装盖中还设置有贯穿所述封装盖的第一过线孔，与所述单光子雪崩光电二极管电连接的线缆穿过所述第一过线孔，以从所述壳体内向外引出并且电连接到所述第一电路图案。

根据本发明的一个实施例，所述线缆经由设置在所述封装盖的上表面上的相应孔口处的焊盘而被焊接在所述封装盖上，以使所述线缆电连接到所述第一电路图案并且密封所述第一过线孔。

根据本发明的一个实施例，所述封装盖中还设置有贯穿所述封装盖的第二过线孔，与所述制冷组件电连接的线缆穿过所述第二过线孔，以从所述壳体内向外引出并且电连接到所述第二电路图案。

根据本发明的一个实施例，所述线缆经由设置在所述封装盖的上表面上的相应孔口处的焊盘而被焊接在所述封装盖上，以使所述线缆电连接到所述第二电路图案并且密封所述第二过线孔。

根据本发明的一个实施例，所述过线孔的孔壁表面上涂覆有介电层。