[量子光學]量子關聯符合計數測量

    符合計數測量是用于測量同時發生或短時間內發生的關聯事件。符合測量最早由物理學家博思(Walth Bothe)用于判斷在光子和電子的碰撞中,能量和動量守恒定律是否在每一次碰撞中均有效。在量子光學中,符合測量用于對糾纏光子對的判定和單光子干涉等實驗。用于探測符合事件的電子系統稱為符合計數系統。
    通常符合計數系統是利用TDC將兩個信號被探測到的時間間隔轉換為數字值,最后通過時間間隔大小來判定兩事件是否屬于符合事件。由于這種符合計數器不僅可以記錄符合事件發生的次數,同時還測量了發生符合的兩信號脈沖的時間間隔。時間關聯特性的測量要求符合計數系統必須記錄兩信號之間的時間差。因此這種常用的符合計數器更多用于時間相關單光子計數等測量時間關聯特性的實驗中。

 

圖1 雙光子關聯測量示意圖

    泵浦光經過非線性BBO晶體時,通過?類參量下轉換產生簡并的糾纏光子對,偏振方向相互垂直的信號光(o光)和閑置光(e光)經過一偏振分束器(PBS)分成兩路,將其中一路作為觸發信號,另外一路輸入一50%/50%分束器等概率的分成兩路,三路最后都用單光子探測器接收,簡稱為A路、B路和C路。將A路信號分成兩路,通過符合邏輯單元分別測A路與B路及A路與C路的符合,邏輯單元輸出TTL信號,用計算機并行口采集。

 


圖2 參量下轉換產生糾纏光子對

 

    SIMINICS公司生產的時間相關單光子計數產品(TCSPC)可以應用于關聯光子對的測量,這種應用是量子光學例如量子保密通信和單光子產生研究的重要手段。通過泵浦光泵浦PPLN或者PPKTP晶體,可以產生關聯光子對,經過PBS或者50/50的BS分束后由單光子探測器測量,計數信號由TCSPC分析,從而可獲得關聯信息。

 

 

 

 

——星秒光電(SIMINICS)

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