[发明专利]一种通信波段单光子探测器探测效率测试装置及方法

权利要求书

1.一种通信波段单光子探测器探测效率测试装置，其特征在于，包括关联光子源，触发信号单元，符合测量单元及相应的控制、测量与显示单元；测试时：关联光子源产生两路光子信号，窄带光信号的一路入射触发探测器，触发探测器为触发单光子探测器，宽带光信号的一路入射待测探测器，若触发探测器和待测探测器均工作于盖革模式，通过触发信号调节触发和待测探测器的探测时延实现光子的同步探测，触发探测器和待测探测器的输出计数信号接入符合测量单元，符合测量单元记录两路计数信号在不同时间差值处的符合计数值，得出符合主峰值，同时记录触发单光子探测器的输出计数值，利用符合计数主峰值除以触发单光子探测器的计数值和待测单光子探测器的通道透过率得出待测单光子探测器的探测效率。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述关联光子源，用于产生用于激励待测探测器和触发探测器的关联光子对，包括：皮秒短脉冲光源、可调衰减器、周期极化波导、1550/1310波分复用、1550nm宽带滤波器、1310nm宽带滤波器、1×2光开关、1550nm波段可调谐窄带滤波器、1310nm波段可调谐窄带滤波器、以上各部分之间通过光纤连接。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述皮秒短脉冲光源，用于泵浦光源入射周期极化波导产生宽带关联光子对，周期极化波导集成了温控单元，通过调整波导的工作温度，将关联光子的光谱在一定光谱范围内向短波或长波移动。

4.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述可调衰减器，用于调节入射光信号的光强。

5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述周期极化波导，作为非线性介质用于产生通信波段关联光子对。

6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述1550/1310波分复用，用于分离1550nm波段和1310nm波段关联光子，并对泵浦光源进行初步滤波。

7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述1550nm宽带滤波器、1310nm宽带滤波器，用于实现对泵浦光源及非关联光子的进一步抑制。

8.如权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述1550nm波段可调谐窄带滤波器、1310nm波段可调谐窄带滤波器用于关联光子的窄带滤波，滤波中心波长和带宽可调；所述触发信号单元用于触发皮秒短脉冲光源、待测单光子探测器、触发单光子探测器，并调整三路触发信号之间的时延，使其同步工作；所述符合测量单元用于将两路单光子探测器的计数信号进行符合测量；所述控制、测量与显示单元用于测试装置的测试参数设置和测量结果的分析与显示。

9.一种通信波段单光子探测器探测效率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：关联光子源产生两路通信波段光子信号，窄带光信号的一路入射触发探测器，触发探测器为触发单光子探测器，宽带光信号的一路入射待测单光子探测器；

步骤2：设置触发探测器和待测探测器均工作于盖革模式，通过触发信号调节触发和待测探测器的探测时延实现光子的同步探测，触发探测器和待测探测器的输出计数信号接入符合测量单元；

步骤3：符合测量单元记录两路计数信号在不同时间差值处的符合计数值，得出符合主峰值，同时记录触发单光子探测器的输出计数值，利用符合计数主峰值除以触发单光子探测器的计数值和待测单光子探测器的通道透过率得出待测单光子探测器的探测效率。

10.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述步骤2中，所述通过触发信号实现光子的同步探测的具体步骤为：设置两探测器的工作门宽和探测效率或偏置电压，然后通过触发信号单元调整各路信号之间的延时，将关联光子源、待测探测器、触发探测器进行同步，使两探测器的计数值最大，两探测器的计数信号分别接入符合测量单元的开始和停止通道，通过分析两路计数信号的符合测量直方图，得出符合计数值M_c，同时记录触发探测器计数值M_trigger，则待测单光子探测器的探测效率η计算公式为公式(1)：

其中，t为关联光子从波导中产生至接入待测单光子探测器的整体透过率。