[发明专利]一种单光子光电器件的测试装置和方法

权利要求书

1.一种单光子光电器件的测试装置，包括：

光路组件，用于产生脉冲激光，所述脉冲激光照射单光子光电器件；

偏置电路，用于接入所述单光子光电器件，并为所述单光子光电器件提供偏置电压及门控信号；

信号读出单元，连接所述偏置电路，用于处理所述单光子光电器件的输出信号以得到单光子光电器件的参数。

2.如权利要求1所述的测试装置，所述光路组件包括：

脉冲激光器，用于输出所述脉冲激光和同步信号；

衰减光路和对齐光路，用于衰减和对齐所述脉冲激光。

3.如权利要求2所述的测试装置，所述偏置电路包括：

偏置电压源，用于为所述单光子光电器件提供偏置电压；

电流表，用于测量流经所述单光子光电器件的电流；

限流电阻，用于保护单光子光电器件；

所述偏置电压源、电流表、限流电阻组成偏置回路，所述单光子光电器件的两极通过连接件反接于偏置回路；

门信号发生器，用于接收脉冲激光器的同步信号而产生门控信号；

可通断电缆，用于控制门控信号的传输以改变单光子光电器件的工作模式；

耦合电容，用于耦合门控信号；

所述门信号发生器的输入端连接所述脉冲激光器，输出端通过始端匹配电阻、可通断电缆以及耦合电容接入偏置回路。

4.如权利要求3所述的测试装置，

当所述可通断电缆接通，所述单光子光电器件处于门控模式；

当所述可通断电缆断开且所述偏置电压源的偏置电压大于击穿电压，所述单光子光电器件处于自由运行模式；

当所述可通断电缆断开且所述偏置电压源的偏置电压小于击穿电压，所述单光子光电器件处于线性模式。

5.如权利要求1所述的测试装置，所述信号读出单元连接所述脉冲激光器，用于接收所述脉冲激光器的同步信号；以及连接所述单光子光电器件，用于接收、存储并处理所述单光子光电器件的输出信号。

6.一种单光子光电器件的测试方法，利用权利要求1至5任一项所述的测试装置对单光子光电器件的参数进行测试，包括：

获取单光子光电器件有光照射的雪崩发生概率；

获取单光子光电器件无光照射的雪崩发生概率；

根据单光子光电器件有光照射的雪崩发生概率、无光照射的雪崩发生概率以及有光照射期间每次事件中单光子光电器件接收到的平均光子数，得到单光子光电器件的探测效率。

7.如权利要求6所述的测试方法，

所述有光照射的雪崩发生概率为：P₁＝C_P/C_tp，其中，C_tp为有光照射期间的事件数量，C_P为有光照射期间的雪崩信号数量；

所述无光照射的雪崩发生概率为：P₀＝C_d/C_td，其中，C_td为无光照射期间的事件数量，C_d为无光照射期间的雪崩信号数量；

所述探测效率为：

其中，μ为有光照射期间每次事件中单光子光电器件接收到的平均光子数。

8.如权利要求7所述的测试方法，还包括：根据单光子光电器件无光照射的雪崩发生概率和事件的时间窗口宽度，得到单光子光电器件的暗计数率：

其中，T_w为每次事件的时间窗口宽度。