西安光机所发明可连续测量光子序列到达时间的装置及方法

光子序列到达时间的测量不仅在量子光学、量子成像、脉冲星导航、高能物理等基础研究领域有重要的应用,在深空探测、激光测距、荧光寿命测量等应用领域有着极其广泛的应用。

目前报道的多个光子到达时间的测量技术是时间相关单光子计数技术,该技术存在不能连续测量、测量范围窄、应用范围有限的技术问题。

西安光机所科研人员针对上述问题进行研究,提出一种光子序列到达时间的连续测量装置及方法。该装置包括单光子探测器、前置放大器、恒比鉴别器、原子钟、计数器、时间数字转换器、控制器、存储单元以及计算机,恒比鉴别器输出端与控制器连接,原子钟输出的方波脉冲为计数器的计数对象,方波脉冲送入时间数字转换器,方波脉冲的上升沿为时间数字转换器的起始信号,数字脉冲信号的上升沿为时间数字转换器的停止信号,控制器的控制端分别与计数器、数字转换器以及存储单元连接,用于控制粗测时间和细测时间同步存入存储单元。

该装置及方法实现了连续的、无限的光子序列到达时间的测量,具有光子到达时间的测量范围宽,光子到达时间测量的精度高,光子到达时间测量的稳定性高,实现高速的数据流,提高计数率等优点,本发明通过通信接口将存储器中的数据读取到计算机,然后进行存储和处理,得到光子序列中各光子的到达时间。

该发明由西安光机所光电子学室鄢秋荣、赵宝升等人完成,并于近日获得国家发明专利授权。(科技处提供)

附件下载: