基于單光子探測器和拉曼散射的量子信息存儲研究.pdf

1、量子保密通信是一種以光子為信息載體的新一代通信方式，量子存儲器的出現(xiàn)為長距離的量子保密通訊提供了一個解決方案，實(shí)現(xiàn)了信息的中繼傳輸，有效的解決了通信距離短的難題。本文的主要工作是對單光子探測器的原理進(jìn)行研究并利用時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)對相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測量研究，搭建以85Rb為介質(zhì)的受激拉曼散射實(shí)驗(yàn)并通過優(yōu)化光路測量得到最大強(qiáng)度的Stokes光。這些研究為最終實(shí)現(xiàn)量子信息存儲打下堅定的基礎(chǔ)。本文的研究工作主要包括:
　　1、在單光子探

2、測器、時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)和基于拉曼散射的量子信息存儲的理論知識基礎(chǔ)上，理論分析了實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射產(chǎn)生的條件和拉曼散射光的探測條件，完成了以自制的脈沖激光器為光源，利用信號發(fā)生器作為外觸發(fā)電壓信號的時間相關(guān)單光子關(guān)聯(lián)的特性測量;探究了APD(Avalanche photodiode)雪崩過程中串?dāng)_峰的形成原理及其影響，具體得到了串?dāng)_峰間距同APD之間的光纖長度的關(guān)系及串?dāng)_峰的形狀和雪崩電流的關(guān)系，提出了光學(xué)隔離方案以避免探測器之間的串

3、擾現(xiàn)象;對于硅基密碼芯片發(fā)光光輻射進(jìn)行了分析研究，通過示波器采集和時間相關(guān)單光子計數(shù)卡采集對比，驗(yàn)證了使用時間相關(guān)單光子計數(shù)卡方案的具有更高的效率和更低的背景噪聲。
　　2、完成了實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建，并對系統(tǒng)中激光器的工作特性、光偏振器件及偏振光路的優(yōu)化設(shè)計、光探測器件及其電壓信號放大電路的設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)研究;在基于飽和吸收光譜技術(shù)的光路設(shè)計中，給出了一種通過控制器調(diào)節(jié)掃描電壓和直流偏置等參數(shù)等對激光的輸出頻率進(jìn)行鎖定