Transcript 单光子同步检测实验ppt版下载 - 光电学院

量子保密通信系统中的
单光子精密同步探测实验
华南师范大学信息光电子科技学院
主要内容
一、实验设计与实验原理
二、实验目标
三、实验平台构成与设备
四、实验步骤
五、注意事项
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主要内容
一、实验设计与实验原理
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量子保密通信系统是指利用单量子的物理特
性进行随机密钥生成，然后利用随机生成的密钥
进行保密通信的新技术。
随机密钥生成的系统称为量子密钥分发系统
（ Quantum key distribution system ）。
量子密钥分发系统由于采用了单量子（例如
单光子）加载密钥信息，量子力学的基本原理保
证了系统在生成随机密钥时的绝对安全性。
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单光子源
（SPS）
Alice
量子密钥分发系统
时钟
量子信道
量子编码器
（encoder）
单光子
探测器
（SPD）
单光子探测器
（SPD0）
Bob
量子解码器
（decoder）
门模式
（gate
mode）
单光子探测器
（SPD1）
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单光子同步探测实验华南师范大学信息光电子科技学院
单光子源
（SPS）
Alice
时钟
量子信道
量子编码器
（encoder）
单光子
探测器
（SPD）
单光子探测器
（SPD0）
Bob
量子解码器
（decoder）
门模式
（gate
mode）
单光子探测器
（SPD1）
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单光子源
（SPS）
Alice
时钟
量子信道
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单光子探测器
（SPD0）
Bob
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主要内容
一、实验设计与实验原理
二、实验目标
三、实验平台构成与设备
四、实验步骤
五、注意事项
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二、实验目标
完成量子密钥分发系统中精密同步单光子探
测实验；
得到不同平均光子数准单光子源情况下的光
子计数统计结果，验证光子数泊松分布的规律
（根据泊松分布的理论模型解释光子统计计数的
实验结果）。
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主要内容
一、实验设计与实验原理
二、实验目标
三、实验平台构成与设备
四、实验步骤
五、注意事项
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三、实验平台构成与设备
单光子源
（SPS）
Alice
时钟
量子信道
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单光子探测器
（SPD0）
Bob
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三、实验平台构成与设备
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三、实验平台构成与设备
0003
3625
脉冲
激光器
50:50
可控
衰减器
光功率计
时钟及时延
发生器
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μ=？
单光子
探测器
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实验设备
脉冲激光器（德国PicoQuant PDL820产生脉冲激光）
衰减器（加拿大EXFO，衰减至准单光子源）
功率计（加拿大EXFO，监控光源输出）
红外单光子探测器（法国AUREA公司，单光子计数）
同步时钟及时延产生设备
（Stanford Research DG535系统时钟及各部分时序控制）
分束耦合器（珠海光库）
自制光电转换器
泰克公司1012型示波器
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主要内容
一、实验设计与实验原理
二、实验目标
三、实验平台构成与设备
四、实验步骤
五、注意事项
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四、实验步骤
1、打开激光器，观察激光脉冲输出及测量频率值；
2、搭建实验平台，根据光功率计读数计算不同平均光子数
时光衰减器的量值，并完成衰减器设置；
3、查询说明书或进行实际测量，得出每个设备、器件以及
传输光纤的传输延迟，根据传输延迟的估算结果，完成时延
发生器和单光子探测器的时间延迟的设置；
4、调节时间延迟，得到单光子探测器输出的最大光子计数
值；
5，改变衰减器的设置，仔细调节单光子探测器的延时，得
到不同平均光子数时的光子计数值；
6、整理数据，完成数据分析和 实验报告。
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五、实验注意事项
光接入部分的接口与端面类型
的匹配（APC，PC，UPC）；
电接入部分的电平、触发类型、阻抗匹配等；
DG535的时序控制逻辑与报警；
接入单光子探测器的光强问题！
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