基本信息
- 项目名称：
- 基于同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 红外单光子由于其在光纤和大气中的低损耗特性广泛应用于科学研究和实际生活中的各领域。然而目前商售的红外单光子探测器性能却不尽人意。红外单光子频率上转换探测技术正是利用非线性和频过程将红外单光子“一对一”的转换到可见光波段，利用可见波段的硅探测器实现红外单光子的高效探测。 围绕着如何实现高效率低噪声的红外单光子频率上转换探测，本研究发展了同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测技术。
- 详细介绍：
- 红外单光子由于其在光纤和大气中传输的低损耗特性，在基础物理研究和实际生活应用中都发挥着重要作用，可普遍应用于国防科技和民事技术的各个层面。红外单光子灵敏探测在量子保密通讯、量子信息处理与存储、高分辨率分子光谱测量、非破坏性物质分析、大气污染与生物发光检测等领域中有重大的应用前景。然而，目前的红外单光子探测器性能却不尽人意。频率上转换探测技术是一种新型的红外单光子探测技术，...(查看更多)
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品定位于国际前沿的超灵敏探测领域，目的在于实现红外光子的超灵敏探测。 红外单光子在大气和光纤中的低损耗特性，使其成为众多科学领域的关键载体。然而，红外单光子探测器的性能却不尽人意。单光子频率上转换探测正是利用非线性和频过程将红外单光子“一对一”的转换到可见波段，用硅的探测器实现高效率的红外单光子频率上转换探测。我们搭建了高效率低噪声的单光子频率上转换探测系统...(查看更多)
科学性、先进性
- 1.基本思路：频率上转换探测的基本思路是利用非线性和频过程将红外单光子转换到可见光波段，利用Si探测器实现高性能探测，规避了当前红外单光子探测器的种种缺陷。 2.理论支持：根据量子力学的知识，只要实验条件合适，红外单光子可以实现完全转换，并保持量子特性不变，是该技术可以用于红外单光子探测的重要保证。 3.技术特点：传统连续泵浦模式虽然也能获得高的转换效率，但由于泵浦光引入的参量噪...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- 项目在研期间发表的代表性论文： 1.Xiaorong Gu, Kun Huang, Yao li, Haifeng Pan, E Wu, and Heping Zeng, Applied physics letters, 96, 131111 (2010). SCI 3.554 2.Xiaorong Gu, Yao Li, Haifeng Pan, E Wu, and Hep...(查看更多)
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 单光子频率上转换探测技术从理论上突破了探测波长对于探测器材料的依赖，保持了红外单光子到可见单光子转换过程中的量子特性，进而利用硅的探测器实现红外单光子的灵敏探测。本研究中的同步锁模脉冲泵浦方式，在保证了探测效率的情况下有效的降低了系统的背景噪声，把红外单光子频率上转换探测技术从实验室研究推向了实用化进程。 本论文研究的探测器可适用于各不同的使用领域。例如应用于量...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 频率上转换探测器为解决红外单光子灵敏探测开辟了一种新的思路。自从2004年第一次报导了单光子上转换探测系统以来，相关研究引起了极大的关注。包括麻省理工学院、斯坦福大学、美国国家技术标准局等国际知名机构的研究人员利用不同的技术方案构建了红外单光子频率上转换探测系统。2004年，麻省理工学院的M. A. Albota小组利用谐振腔锁定增强的方法获得了足够高的泵浦光功率，从而达...(查看更多)
