基于电感电容滤波电路的高速单光子检测器

简介：
本研究设计了一种基于电感电容滤波电路的高速单光子检测器，有效提升了信号处理速度与灵敏度，适用于量子通信等前沿科技领域。 我们研制了一款工作频率为200 MHz的近红外高速单光子探测器，该设备结合了电感电容(LC)低通滤波电路及InGaAsInP雪崩二极管(APD)技术。LC低通滤波器采用的是简单的七阶椭圆函数设计，并且探测器驱动采用了脉冲门控电路以及880 MHz和175 MHz的低通滤波电路。 在-40℃的工作条件下，该设备的主要性能参数如下：探测效率为11.8%，暗计数率为2.22×10^-6 gate，后脉冲概率为1.89%。当工作温度升高时，在保持探测器效率为10%的情况下，其暗计数率会增加而后脉冲概率则减少。 此外，随着APD反向直流偏压的增大，在保证了恒定的工作温度和门控幅值条件下，该设备的探测效率逐渐上升并最终趋于稳定；然而，它的暗计数率及后脉冲概率却持续升高。 我们还发现采用相同的滤波器组合以及正弦门控技术可以得到性能同样优秀的1 GHz单光子探测器。在-40℃的工作环境下，其典型参数为：探测效率为11%，暗计数率为1.9×10^-6 gate，后脉冲概率为1.48%。