单光子来源:Sparrow Quantum与Montana Instruments

作者 Michael Schlagmueller | 日期 27 October 2017

随着量子技术的兴起,精确时间相关光子计数成为分析量子设备的关键技术之一。接下来的案例是关于应用程序的数据采集和评估,它充分展示了Swabian Instrument Time Tagger在分析APD探测单光子信号方面的优势。

Sparrow QuantumMontana Instruments拥有强大的单光子芯片,通过一套演示设置,它们展示了该芯片如何产生稳定的单光子流,并且可与Montana Instruments低温光学X-Plane系统形成极佳的耦合效率。

图1 连接Time Tagger 20的单光子源(右上)

X-Plane系统(图1左侧)包括低温样品、安装座和物镜。激发、收集和成像光学器件(包括滤光片和汉伯里布朗及特维斯装置)包裹于外壳内,可最大程度减少杂散光,并为器件提供保护。有关样例的设置和测量,请参见以下应用注释获取更多详细信息: Sparrow Quantum单光子芯片与Montana Instruments低温光学X-Plane系统相结合

Time Tagger 20(右上角)衡量光子源的表现:利用Time Tagger API的相关性测量类所提供的多起点/多终点功能,可对HBT配置中的相关光子进行计数。用户界面简单易用,可对数据进行实时评估,非常适合此目的。

图2:使用Time Tagger API实时测量单光子纯度 (.NET library)

评估数据(图2)显示g2(0)信号非常低,还可看到60 MHz激发频率的单光子发射。另外,峰值高度相等说明光子源稳定且不受发射器闪烁影响。

Toke Lund-Hansen Sparrow Quantum公司首席技术官 Sparrow Quantum - Swabian Instruments Testimonial

Toke Lund-Hansen

Sparrow Quantum公司首席技术官

Sparrow Quantum

我们最后使用的是Time Tagger加一个C#应用程序,非常容易实现。仅需几行代码,我们就可以分析单光子源的性能。我会推荐Time Tagger——尤其是用于你自己的控制软件。

使用Time Tagger API(Python,Matlab,C#等),只需多加两行代码就可使用多起点/多终点分析来获取、累积和分析数据:

Line 1: initialize the measurement
                            Ch, Ch, window in ps
> correlation = Correlation(timetagger, 0, 1, 200)
Line 2: evaluate the integrated data
> histogram = correlation.getData()

通过这种非常简单的数据采集和评估方式,我们可以看到Swabian Instruments提供的软件定义数据采集所具备的优势。