Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Ордена трудового Красного Знамени Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики Кафедра «Направляющие телекоммуникационные среды» Лабораторная работа № 1 «Исследование характеристик детекторов одиночных фотонов»

Группа: БОС-2002 Выполнил: Ядринцев С. М. Проверил(а): Рабенандрасана Жослен Дата: 23.04.2023

Москва 2023

Цель работы

Научиться работать с детектором одиночных фотонов и интерпретировать отображаемые им результаты, исследовать характеристики детектора одиночных фотонов.

Краткая теория

Детекторы одиночных фотонов (ДОФ) активно используются в различных областях науки и техники. Основной движущей силой развития ДОФ является быстрорастущий интерес к приложениям в области оптической квантовой информации. Квантовые информационные технологии используют отдельные фотоны для кодирования и манипулирования информацией. На сегодняшний день существует несколько типов фотодетекторов, которые могут справиться с задачей регистрации одиночного фотона: лавинные фотодиоды (ЛФД), фотоэлектронные умножители, сверхпроводящие детекторы. В настоящее время в области квантовой информации наиболее широко используются лавинные фотодиоды.

Технологии производства ЛФД продолжают развиваться, а следовательно, их структура и характеристики изменяются. Поэтому для объяснения принципа работы рассмотрим одну из базовых конфигураций ЛФД.

ЛФД представляет собой многослойную структуру, образованную различными типами полупроводников: сильнолегированные слои p+ и n+ типа, обедненный i-слой (слаболегированного полупроводника), и слой, в котором происходит ускорение носителей.

Лабораторная установка

Лабораторная работа выполняется с использованием Установки академической модульной квантовой оптики EMQOS 1.0. Исследуемая оптическая схема реализуется на оптических столиках блоков посредством оптикоэлектронных компонентов из комплекта поставки. Исследуемая оптическая схема представлена на рисунке 1.

рис. 1 – Исследуемая оптическая схема

На схеме обозначены:

Laser – лазерный модуль;

OA – optical attenuator – оптический аттенюатор;

VOA – variable optical attenuator – переменный оптический аттенюатор;

SPD – single photon detector – детектор одиночных фотонов.