专利名称：一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种量子物理及量子信息实验装置，尤其是一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统。
背景技术：
量子态叠加原理是量子力学不同于经典物理学的基本特征之一，同时也被认为是量子物理的核心部分，它描述的是一个量子力学系统可以同时相干的处于几个完全不同的状态中。关于单粒子系统的量子态叠加原理的实验研究，也就是所谓的杨氏双缝实验，已经在包括光子、电子、中子、原子等系统中广泛开展。然而，人们发现，多粒子体系的量子态叠加——量子纠缠有着更多更有趣的性质和更加广泛的应用。量子纠缠，就是多粒子体系量子态的相干叠加。量子纠缠是薛定谔于1935年发现的，一经发现，量子纠缠就被爱因斯坦等人用来论证量子力学基础的不完备，从此开始了其对量子物理学家们的长期困扰。近年来，量子纠缠作为新兴领域——量子信息学的核心资源，在量子密码、量子通信、量子计算等实用领域中也发挥了巨大的作用。为了方便的利用量子纠缠光子源进行相关物理实验，有必要研发一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以设置测试参数、显示测试结果，灵活性和实用性强的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，包括用于接收单光子信号的光信号探测单元，光信号探测单元与电信号调整单元的信号输入端相连，电信号调整单元的信号输出端与用于对光子进行计数和处理的控制器的信号输入端相连，所述的控制器与PC机通讯。由上述技术方案可知，本发明可以让测试人员根据不同的系统、测试要求对系统测试参数进行设置，完成对纠缠光源系统的测试，并将测试结果上传到PC机进行观察、存储及后期数据处理。本发明的整个系统具有较高的灵活性和实用性，并且实现系统全数字化控制。
图1是本发明的电路框图2是本发明中光信号探测单元、电信号调整单元以及控制器的电路框图。
具体实施例方式一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，包括用于接收单光子信号的光信号探测单元，光信号探测单元与电信号调整单元3的信号输入端相连，电信号调整单元3的信号输出端与用于对光子进行计数和处理的控制器的信号输入端相连，所述的控制器与PC 机6通讯，如图1所示。如图1、2所示，所述的光信号探测单元由第一、二单光子探测器1、2组成，所述的控制器采用FPGA控制器4，所述的电信号调整单元3由第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、二延时调整电路组成，所述的第一信号甄别电路的输出端与第一脉宽调整电路的输入端相连，第一脉宽调整电路的输出端与第一延时调整电路的输入端相连， 第二信号甄别电路的输出端与第二脉宽调整电路的输入端相连，第二脉宽调整电路的输出端与第二延时调整电路的输入端相连。如图1、2所示，所述的第一、二单光子探测器1、2的信号输出端分别与第一、二信号甄别电路的输入端相连，第一、二延时调整电路的信号输出端分别与FPGA控制器4的信号输入端相连，FPGA控制器4的信号输出端分别与第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、二延时调整电路相连。所述的第一、二单光子探测器1、2安装在固定平台上，所述的第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、二延时调整电路焊接封装在电路板上，所述的FPGA控制器4焊接封装在电路板上。所述的控制器通过接口配置芯片5与PC机6通讯，所述的光信号探测单元与电信号调整单元3之间通过同轴电缆相连。以下结合图1、2对本发明作进一步的说明。在测试时，两路由纠缠光源产生的光子通过光纤耦合器进入到本系统进行符合计数测量；
两路光子首先通过光纤分别输入到第一、二单光子探测器1、2中进行探测，并根据探测结果给出电信号，第一、二单光子探测器1、2输出的电信号分别通过同轴电缆输入到第一、二信号甄别电路，第一、二信号甄别电路根据设置的甄别电压对第一、二单光子探测器 1、2给出的信号进行甄别，通过甄别电压的设置可减少单光子探测器暗记数的通过，第一、 二信号甄别电路将符合甄别要求的信号通过板上走线分别输出到第一、二脉宽调整电路；
第一、二脉宽调整电路根据设置的脉冲宽度将第一、二信号甄别电路输入的信号调整到固定宽度输出，通过脉冲宽度的设置可以改变系统的分辨率，可以降低误记数的概率，通过脉冲宽度调整后的信号输出到第一、二延时调整电路；
第一、二延时调整电路根据设置的延时量来改变两路信号间的相对时延，通过延时量的设置可减少噪声的影响，并且可使系统应用于不同的纠缠光子源系统，通过延时调整后的信号输出到FPGA控制器4;
FPGA控制器4将延时调整后的两路信号进行“与”操作，当结果为高时计数器加一，当结果为低时计数器不进行任何操作，计数时间可由PC机6进行设置，FPGA控制器4根据设置的计数时间通过接口配置芯片5将计数信息上传到PC机6。总之，本发明可以让测试人员根据不同的系统和测试要求对系统测试参数进行设置，完成对纠缠光源系统的测试，并将测试结果上传到PC机6进行观察、存储及后期数据处理。
权利要求
1.一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于包括用于接收单光子信号的光信号探测单元，光信号探测单元与电信号调整单元(3)的信号输入端相连，电信号调整单元(3)的信号输出端与用于对光子进行计数和处理的控制器的信号输入端相连，所述的控制器与PC机(6)通讯。
2.根据权利要求1所述的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于所述的控制器通过接口配置芯片(5 )与PC机(6 )通讯。
3.根据权利要求1所述的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于所述的光信号探测单元与电信号调整单元(3)之间通过同轴电缆相连。
4.根据权利要求1所述的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于所述的光信号探测单元由第一、二单光子探测器(1、2)组成，所述的控制器采用FPGA控制器 (4)，所述的电信号调整单元(3)由第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、 二延时调整电路组成，所述的第一信号甄别电路的输出端与第一脉宽调整电路的输入端相连，第一脉宽调整电路的输出端与第一延时调整电路的输入端相连，第二信号甄别电路的输出端与第二脉宽调整电路的输入端相连，第二脉宽调整电路的输出端与第二延时调整电路的输入端相连。
5.根据权利要求4所述的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于所述的第一、二单光子探测器(1、2)的信号输出端分别与第一、二信号甄别电路的输入端相连， 第一、二延时调整电路的信号输出端分别与FPGA控制器(4)的信号输入端相连，FPGA控制器(4)的信号输出端分别与第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、二延时调整电路相连。
6.根据权利要求4所述的用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，其特征在于所述的第一、二单光子探测器(1、2)安装在固定平台上，所述的第一、二信号甄别电路、第一、二脉宽调整电路以及第一、二延时调整电路焊接封装在电路板上，所述的FPGA控制器(4)焊接封装在电路板上。
全文摘要
本发明涉及一种用于纠缠光子探测实验的符合计数系统，包括用于接收单光子信号的光信号探测单元，光信号探测单元与电信号调整单元的信号输入端相连，电信号调整单元的信号输出端与用于对光子进行计数和处理的控制器的信号输入端相连，所述的控制器与PC机通讯。本发明可以让测试人员根据不同的系统、测试要求对系统测试参数进行设置，完成对纠缠光源系统的测试，并将测试结果上传到PC机进行观察、存储及后期数据处理。本发明的整个系统具有较高的灵活性和实用性，并且实现系统全数字化控制。
文档编号G06M1/272GK102339412SQ20111017024
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者周雷, 张英华, 李培元, 李晓刚 申请人:安徽量子通信技术有限公司