高性能低噪声InGaAs/InP单光子探测器的可调重复率技术

"这篇文章介绍了一种低噪声的InGaAs/InP单光子探测器，该探测器具有可广泛调节的重复率。通过使用超短门技术和结合电容平衡及低通滤波的尖峰消除技术，研究人员展示了一个工作频率可以从100 MHz灵活调整到1.25 GHz的InGaAs/InP单光子探测器（SPD），并且在这些不同频率下仍能保持良好的性能。" 正文： InGaAs/InP单光子探测器在近红外单光子检测领域扮演着重要角色，通常采用门控Geiger模式运行。这种探测器的工作原理是利用光电效应，当一个光子击发雪崩倍增过程，导致一个可检测的电流脉冲。然而，由于雪崩过程可能导致噪声，因此降低噪声是设计高性能探测器的关键。 文章中提到的技术创新在于引入了超短门控。超短门时间可以减少探测器在非活动状态下的时间，从而提高了探测效率，同时降低了暗计数率，即在没有光子输入时误报光子的概率。此外，通过使用电容平衡和低通滤波的尖峰消除技术，进一步减少了由于雪崩过程产生的噪声脉冲，提升了探测器的信噪比。 在实际应用中，能够灵活调整探测器的重复率是一项重要的功能。例如，在量子通信、量子计算以及遥感等领域，需要根据不同的系统需求和实验条件来调整探测器的工作频率。文中提到的操作频率范围从100 MHz到1.25 GHz，这表明该探测器具有广泛的适应性，可以在多种高速通信和光学测量系统中发挥作用。 作者们的研究团队来自中国上海科技大学和华东师范大学的现代光学系统国家重点实验室，他们的工作展示了InGaAs/InP材料体系在高重复率单光子探测方面的潜力。这项技术的进展对于推动未来量子技术的发展，尤其是量子信息处理和量子通信网络，具有重要意义。 这篇论文报道的低噪声InGaAs/InP单光子探测器通过采用超短门控和尖峰消除技术，实现了广泛可调的重复率，不仅提高了探测效率，还降低了噪声，对提升近红外光子检测系统的性能产生了积极影响。这一成果对于科研和工业界来说，都是一个重要的进步，为未来高性能单光子探测技术的研发提供了新的方向。