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《基于APD的紅外極微弱光探測器的設計及相關特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要摘要隨著高度信息化的到來，信息交換的安全性變得越來越重要，目前的保密通信使用的是經典密鑰，竊聽者町以復制或竊取經典密鑰而不被發(fā)現(xiàn)，從嚴格意義上來講并不是十分安全的。而量子保密通信體制的晟大特點就是安全．其安全性是由量子力學的基本原理——測不準原理和單光子不可克隆原理所保證的，在量子密鑰的分發(fā)過程中，任何竊聽者都無法逃避合法用戶的發(fā)現(xiàn)。目前量子保密通信的實驗研究已飛速地向前發(fā)展，其研究內容主要包括單光子源、量子編碼、量子信息的傳輸、單光子探測等方面的技術。其中近紅外單光子探測技術是實現(xiàn)量子保密通信的關鍵問題之一。相對國
2、外來說．國內在這量子保密通信方面的研究還是比較落后。本論文的目的是基于商售雪崩光電二極管(APD，AvalanchePhotodiodes)的特點，為設計出一種穩(wěn)定、高教和低噪聲單光子探測器系統(tǒng)做前期技術研究。文章介紹了量子密碼術出現(xiàn)背景及其機理和國內外的研究近況，分析了單光子探測器的發(fā)展及其各自優(yōu)缺點，闡述了單光子探測核心器件APD的特殊T作原理及其用于單光子探測的幾種工作模式，著重分析了強衰減方法實現(xiàn)單光子脈沖的原理，并用光纖耦臺分束器實現(xiàn)了單光子脈沖輸出。在第三章中我們對整個單光子探測系統(tǒng)做了全面的設計，其中包括高
3、效低紋波APD直流偏壓源設計、溫控儀及恒溫腔設計、電纜形成超短脈沖的設計方法和單光子信號鑒別技術。第四章中，通過無源抑制方法實驗比較了不同廠家提供的APD，分析了它們的溫度、增益及噪聲特性，最終確定了Epitaxx—APD具有良好雪崩增益特性，更適合做單光子探測器。我們就白行設計的探測系統(tǒng)進行了紅外單光子的初步探測和分析。實驗結果表明：單光子探測器核心器件APD的各項性能參數都與環(huán)境溫度、偏壓穩(wěn)定度、探測電路設計的優(yōu)劣有著極大的關系。我們就半導體制冷技術提出了三種冷卻方案，制作了可利用自然冷卻、風扇冷卻和水循環(huán)冷卻的制冷
4、腔；同時我們也制作了精度可達0．1℃的溫控儀。采用集成芯片MAx5026的精密數控低紋波高壓源不但大大降低了由電源帶來的額外噪聲，而且使探測器更易于集成化并且降低了成本，同時恒溫腔采取自然冷卻法使得探測器更加便利化。廣東工業(yè)大學碩士學位論文關鍵詞：量子保密通信；雪崩光電二極管；單光子探測；半導體制冷；雪崩抑制ⅡAbstractw汕thearrivalofhighJyi11forI工la石onalizedage，lhesec西IyofiⅡf0珊ahonexchangebecomesmoreandmorcimpo出nt．Cl
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