高速近红外InGaAs/InP单光子探测器设计

摘要

量子信息技术的研究中大量采用单光子作为量子信息的载体,因此单光子探测技术成为近来研究的热点。目前基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)的单光子探测器(SPD)工作频率较低且无法连续可调。高速门控模式下,APD的容性效应会带来较强的尖峰噪声将光生雪崩信号湮没,导致探测器的探测效率也相对较低。为了提高单光子探测器的工作频率,降低后脉冲概率,设计了基于高速正弦门控技术的InGaAs/InP雪崩光电二极管淬灭-重置电路。为了抑制强大的背景噪声提高探测效率,设计了双APD平衡方案来提取有效雪崩信号。实验结果表明:设计的探测器工作频率连续可调;在-50℃、1~1.3GHz门控频率条件下,最光子大探测效率为35%,暗计数率为4.2×10^(-5)/gate。探测效率为18%时,暗计数率仅为5.6×10^(-6)/gate,后脉冲概率均低于5×10^(-6)/ns。