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单光子探测数据采集及处理系统设计

计算机数据采样及处理技术是高性能集成电路、计算机总线、虚拟仪器等高新技术不断发展和融合的产物，广泛应用于工业生产和科学研究等诸多领域。基于PCI总线技术的多功能高速数据采集卡的单光子探测数据采集作为量子信息处理中的一个重要环节，可以将探测器探测到的光子信号更直观更便捷的实时显示出来，并通过软件实现对数据的进一步处理和存储等工作。 该设计适用于1550nm光通信波段，基于InGaAs雪崩光电二极管(InGaAs-APD)单光子探测器的功能结构、特性参数及工作方式。其次，在充分了解数据采集原理、PCI总线技术以及美国NI公司出品的M系列PCI-6251多功能高速数据采集卡性能及工作模式的基础上，构建了适用于高速单光子探测的数据采集系统。接着，利用基于图形编程语言(G语言)的LabVIEW8.20软件编写应用程序，分别实现了对单通道和双通道光子数据的采集，并通过应用程序对数据进行显示、处理、存储等操作。从单光子数据采集系统在关联光子对探测实验中的测试结果来看，设计的应用程序可以满足实时显示采集数据及对数据进行相关计算和存储的设计要求。

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单光子探测器

其基于超导NbN薄膜材料的红外单光子探测器，以及其相应的检测电路和光路系统等，并将该探测系统应用于波长为1550nm的光子探测.通过实验和计算分析了该器件的动态电感、光响应、暗计数、脉冲重复速率和量子效率等参数.分析表明，该探测系统可用于红外单光子计数，具有暗计数低、重复速率快等特点，在众多邻域具有重要的应用前景.

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单光子探测器及量子密钥分配

量子密钥分配中的一项关键技术就是在其通信窗口实现单光子探测。单光子探测器的性能决定着量子密钥分配系统的性能。综述了单光子探测器的研究进展，讨论了量子密钥生成速率的安全判据及特点，单光子探测技术定制，分析了量子密钥分配的主要实验进展。高性能的单光子探测器的研制，以及量子密钥分配方案的改进，极大地提高了量子密钥分配的速率和距离。

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