專利名稱：一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種量子物理及量子信息實驗裝置，尤其是一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統。
背景技術：
量子態疊加原理是量子力學不同于經典物理學的基本特征之一，同時也被認為是量子物理的核心部分，它描述的是一個量子力學系統可以同時相干的處于幾個完全不同的狀態中。關于單粒子系統的量子態疊加原理的實驗研究，也就是所謂的楊氏雙縫實驗，已經在包括光子、電子、中子、原子等系統中廣泛開展。然而，人們發現，多粒子體系的量子態疊加——量子糾纏有著更多更有趣的性質和更加廣泛的應用。量子糾纏，就是多粒子體系量子態的相干疊加。量子糾纏是薛定諤于1935年發現的，一經發現，量子糾纏就被愛因斯坦等人用來論證量子力學基礎的不完備，從此開始了其對量子物理學家們的長期困擾。近年來，量子糾纏作為新興領域——量子信息學的核心資源，在量子密碼、量子通信、量子計算等實用領域中也發揮了巨大的作用。為了方便的利用量子糾纏光子源進行相關物理實驗，有必要研發一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可以設置測試參數、顯示測試結果，靈活性和實用性強的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統。為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，包括用于接收單光子信號的光信號探測單元，光信號探測單元與電信號調整單元的信號輸入端相連，電信號調整單元的信號輸出端與用于對光子進行計數和處理的控制器的信號輸入端相連，所述的控制器與PC機通訊。由上述技術方案可知，本實用新型可以讓測試人員根據不同的系統、測試要求對系統測試參數進行設置，完成對糾纏光源系統的測試，并將測試結果上傳到PC機進行觀察、存儲及后期數據處理。本實用新型的整個系統具有較高的靈活性和實用性，并且實現系統全數字化控制。
圖1是本實用新型的電路框圖；圖2是本實用新型中光信號探測單元、電信號調整單元以及控制器的電路框圖。
具體實施方式
一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，包括用于接收單光子信號的光信號探測單元，光信號探測單元與電信號調整單元3的信號輸入端相連，電信號調整單元3的信號輸出端與用于對光子進行計數和處理的控制器的信號輸入端相連，所述的控制器與PC 機6通訊，如圖1所示。如圖1、2所示，所述的光信號探測單元由第一、二單光子探測器1、2組成，所述的控制器采用FPGA控制器4，所述的電信號調整單元3由第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、二延時調整電路組成，所述的第一信號甄別電路的輸出端與第一脈寬調整電路的輸入端相連，第一脈寬調整電路的輸出端與第一延時調整電路的輸入端相連， 第二信號甄別電路的輸出端與第二脈寬調整電路的輸入端相連，第二脈寬調整電路的輸出端與第二延時調整電路的輸入端相連。如圖1、2所示，所述的第一、二單光子探測器1、2的信號輸出端分別與第一、二信號甄別電路的輸入端相連，第一、二延時調整電路的信號輸出端分別與FPGA控制器4的信號輸入端相連，FPGA控制器4的信號輸出端分別與第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、二延時調整電路相連。所述的第一、二單光子探測器1、2安裝在固定平臺上，所述的第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、二延時調整電路焊接封裝在電路板上，所述的FPGA控制器4焊接封裝在電路板上。所述的控制器通過接口配置芯片5與PC機6通訊，所述的光信號探測單元與電信號調整單元3之間通過同軸電纜相連。以下結合圖1、2對本實用新型作進一步的說明。在測試時，兩路由糾纏光源產生的光子通過光纖耦合器進入到本系統進行符合計數測量；兩路光子首先通過光纖分別輸入到第一、二單光子探測器1、2中進行探測，并根據探測結果給出電信號，第一、二單光子探測器1、2輸出的電信號分別通過同軸電纜輸入到第一、二信號甄別電路，第一、二信號甄別電路根據設置的甄別電壓對第一、二單光子探測器1、2給出的信號進行甄別，通過甄別電壓的設置可減少單光子探測器暗記數的通過， 第一、二信號甄別電路將符合甄別要求的信號通過板上走線分別輸出到第一、二脈寬調整電路；第一、二脈寬調整電路根據設置的脈沖寬度將第一、二信號甄別電路輸入的信號調整到固定寬度輸出，通過脈沖寬度的設置可以改變系統的分辨率，可以降低誤記數的概率，通過脈沖寬度調整后的信號輸出到第一、二延時調整電路；第一、二延時調整電路根據設置的延時量來改變兩路信號間的相對時延，通過延時量的設置可減少噪聲的影響，并且可使系統應用于不同的糾纏光子源系統，通過延時調整后的信號輸出到FPGA控制器4 ；FPGA控制器4將延時調整后的兩路信號進行“與”操作，當結果為高時計數器加一，當結果為低時計數器不進行任何操作，計數時間可由PC機6進行設置，FPGA控制器4根據設置的計數時間通過接口配置芯片5將計數信息上傳到PC機6。總之，本實用新型可以讓測試人員根據不同的系統和測試要求對系統測試參數進行設置，完成對糾纏光源系統的測試，并將測試結果上傳到PC機6進行觀察、存儲及后期數據處理。
權利要求1.一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于包括用于接收單光子信號的光信號探測單元，光信號探測單元與電信號調整單元(3)的信號輸入端相連，電信號調整單元(3)的信號輸出端與用于對光子進行計數和處理的控制器的信號輸入端相連，所述的控制器與PC機(6)通訊。
2.根據權利要求1所述的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于所述的控制器通過接口配置芯片(5 )與PC機(6 )通訊。
3.根據權利要求1所述的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于所述的光信號探測單元與電信號調整單元(3)之間通過同軸電纜相連。
4.根據權利要求1所述的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于所述的光信號探測單元由第一、二單光子探測器(1、2)組成，所述的控制器采用FPGA控制器 (4)，所述的電信號調整單元(3)由第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、 二延時調整電路組成，所述的第一信號甄別電路的輸出端與第一脈寬調整電路的輸入端相連，第一脈寬調整電路的輸出端與第一延時調整電路的輸入端相連，第二信號甄別電路的輸出端與第二脈寬調整電路的輸入端相連，第二脈寬調整電路的輸出端與第二延時調整電路的輸入端相連。
5.根據權利要求4所述的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于所述的第一、二單光子探測器(1、2)的信號輸出端分別與第一、二信號甄別電路的輸入端相連， 第一、二延時調整電路的信號輸出端分別與FPGA控制器(4)的信號輸入端相連，FPGA控制器(4)的信號輸出端分別與第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、二延時調整電路相連。
6.根據權利要求4所述的用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，其特征在于所述的第一、二單光子探測器(1、2)安裝在固定平臺上，所述的第一、二信號甄別電路、第一、二脈寬調整電路以及第一、二延時調整電路焊接封裝在電路板上，所述的FPGA控制器(4)焊接封裝在電路板上。
專利摘要本實用新型涉及一種用于糾纏光子探測實驗的符合計數系統，包括用于接收單光子信號的光信號探測單元，光信號探測單元與電信號調整單元的信號輸入端相連，電信號調整單元的信號輸出端與用于對光子進行計數和處理的控制器的信號輸入端相連，所述的控制器與PC機通訊。本實用新型可以讓測試人員根據不同的系統、測試要求對系統測試參數進行設置，完成對糾纏光源系統的測試，并將測試結果上傳到PC機進行觀察、存儲及后期數據處理。本實用新型的整個系統具有較高的靈活性和實用性，并且實現系統全數字化控制。
文檔編號G06M1/272GK202102484SQ20112021411
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月23日 優先權日2011年6月23日
發明者周雷, 張英華, 李培元, 李曉剛 申請人:安徽量子通信技術有限公司