单光子探测器 (SPD) 对单个光量子的入射敏感，在光子学中有许多应用，例如荧光测量、激光测距、光时域反射计和量子光学实验。

电信波长 1550 nm 的近红外 SPD 对于光纤 QKD 是不可或缺的，可供选择的包括低温超导纳米线单光子探测器 (SNSPD) 和电冷却 InGaAs 雪崩光电二极管 (APD)。其中，APD 具有结构紧凑、成本低、不需要超低温制冷等实际优势。

在盖革模式下，APD 对亚纳秒门控的强电容响应必须通过专门设计的读出电路来抑制，以便能够检测弱光子引起的雪崩。快速门控和读出电路给模块化和小型化带来了挑战，而模块化和小型化是服务于广泛应用的必要步骤。

一个研究小组最近开发了一种新型读出电路，将表面声波(SAW)滤波器集成到非对称射频马赫-曾德干涉仪中，称为超窄​​带干涉电路(UNIC)，并实现了窄带干涉的卓越性能。 SPD 电容响应的带阻。该工作发表在《Advanced Devices & Instrumentation》杂志上。

由于 SAW 滤波器的长群延迟，UNIC 干涉仪可以产生超窄带抑制，并且在射频轨道长度上可以轻松实现制造公差。

UNIC可以在频域提供宽且连续的通带，因此给雪崩信号带来的失真很小。该团队报告了他们开发的独立 InGaAs SPD 模块，该模块完全集成了驱动和读出电子设备以及温度调节和补偿。

其尺寸仅为 8.8×6×2 cm 3，体积比使用单片集成读出电路的最紧凑的现有探测器模块小近 4 倍。同时，这种尺寸减小并不会带来性能下降。

研究团队使用他们之前的 UNIC 技术来读取 APD 信号，但增加了自动温度补偿，以确保在较宽的环境温度范围内实现最佳性能。

该模块具有 1.25 GHz 时钟输入，其性能可与台式设备构建的同类模块相媲美。UNIC-SPD 表现出优异的性能，在 3 ns 延迟时间下，后脉冲概率为 2.4%，净检测效率为 30%。紧凑的尺寸和最先进的性能使UNIC-SPD模块在单光子成像和高速量子密钥分发方面具有巨大的潜力。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：