基于双重复频率的光时域反射仪

提出并实现一种基于InGaAs/InP雪崩光电二极管单光子探测器的双重复频率光时域反射仪系统.通过发送两列重复频率有差异的脉冲激光信号对同一光纤的断点进行检测.接收系统采用高速单光子探测器,保证了回返光探测灵敏度,同时也提高了数据采样的速度.通过调节两列激光脉冲重复频率,不仅可以实现系统测量距离量程的改变,而且能够改变测量精度.     

1 550 nm升频单光子探测器的特性分析

分析了一种工作波长为1550 nm,利用铌酸锂周期极化波导和硅雪崩二极管构成的升频单光子探测器的性能,给出了应用这种探测器的理想通信系统的结构组成,讨论了升频单光子探测器主要参数:量子效率和暗记数及其与泵浦功率的关系.通过比较得出升频探测器优于传统的InGaAs/InP雪崩二极管单光子探测器,能很好地改善量子通信系统的性能.     

产品推介

DS3620光时域反射分析仪(OTDR)产品概述DS3620光时域反射分析仪(OTDR)是最新推出的高性能微型光时域反射分析仪,能显示光纤及光缆的损耗分布曲线,测量光纤及光缆衰减系数、两点间损耗和接头损耗、反射损耗,测量光纤及光缆长度、两点间距离,     

小型光时域反射仪

日本安藤电气株式会社(ANDO)最近推出的小型光时域反射仪(OTDR),其型号为(AQ-7153).这种仪器可以测量光缆的接头距离、接头损耗、故障位置、反射波衰耗等项目.测量误差小于0.01db.此仪器操作方便,并不要求一定要有专门技术的测量人员,只需要轻轻地按下     

单光子雪崩二极管的被动-主动混合抑制技术

采用主动快恢复技术,设计了缩短死时间的被动-主动相结合的抑制电路,制作出高量子效率、低噪声、死时间短的单光子探测器,探测器的死时间由原来的大于2μs缩短为小于100ns,计数率达到5 MHz以上.利用TAC/MCA技术对单光子雪崩二极管(SPAD)输出信号进行了光子自相关测量,研究了2个相邻单光子计数脉冲时间分布统计效应,直接观测到了采用被动-主动混合抑制技术后死时间的改善.     

一种单光子探测器前置超宽带低噪声放大器的设计

为了进一步提高单光子探测器的性能,设计并研制了利用高电子迁移率晶体管基于混合集成负反馈结构的低成本、超宽带、低噪声前置放大器,并利用ADS软件对该放大器进行了优化和仿真。该放大器工作频段5MHz～6GHz,功率增益19.5±0.61dB,噪声系数小于2.6dB,输入电压驻波比和输出电压驻波比均小于1.8,仿真和实验结果表明该放大器可以将雪崩光电二极管上产生的亚纳秒级雪崩信号幅度放大10倍,满足单光子探测器日益提高的探测频率需求。     

以光阱探测器测量激光功率

美国国家标准技术院以万花筒原理为模型,开发了一种仪器,作为激光功率测量的新标准具。该仪器叫光阱探测器,它是个三棱管,两端各有一个并不昂贵的光电二极管,相当于万花筒中的两面镜子。如同镜子捕捉光、来回反射光而产生图像,光电二极管要么吸收激光,要么将激光反射到另一二极管使之被吸收。每次吸收中光子转化为电能,从而实现激光功率测量。 该探测器已有几种型号。其中之一在有直径7 mm开口的探测器中组合6个10 mm×10 mm的硅光电二极管,效率大于99%。另一型号在有直径12 mm开口的探测器中组合6个18 mm×18 mm光电二极管,效率更高,误差小于0.05%。该院研究人员希望继续这项研究,发展更简单的阱结构,使用更少的光电二极管,并使视场更大。     

基于InGaAs单光子探测器的线阵扫描激光雷达及其光子信号处理技术研究

随着探测体系的发展,基于单光子探测技术的光子计数激光雷达受到了广泛关注,有效降低了系统对激光功率的需求,广泛应用在远距离测距及成像领域。针对激光雷达在人眼安全波段的工作需求,基于自由运转模式InGaAs/InP SPAD单光子探测器设计了一套多元收发的远程线阵光子计数激光雷达扫描成像原型系统,对探测器在日光背景下的探测概率影响因素展开了分析,配合主动淬灭电路设计及工作温度、偏压调整获得了系统的最佳工作点,并针对扫描视场中孤立目标特征采用了点云滤波及后脉冲预处理算法,将单个接收通道的原始数据率由200 kbps量级降低至小于1 kbps。与记录单次回波相比,单个测距周期记录四次回波可将有效数据量提升约5%。同时也对探测器的噪声及后脉冲等特性进行了分析。该系统工作波段为1 550 nm,探测器线阵规模可达到128元,激光重频为20 kHz,可在2 s内实现水平200°范围内的激光三维成像,作用距离>3 km。经过成像算法处理,该系统在日光条件下成功实现多距离目标三维成像,成像目标清晰。     

用于高速量子密码系统的1.25 GHz InGaAs/InP单光子探测器的研制

随着量子密码领域的快速发展,近红外单光子探测器的研究已经成为该领域的研究重点和技术制高点。报道了一种基于正弦门控与滤波技术的InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)高速单光子探测器,门控频率达到1.25GHz。在探测效率为10.3%时,暗计数概率为1.3×10-6/gate,后脉冲概率为5.6×10-5/ns。这种高速单光子探测器将大幅度提升量子密码系统的两个关键指标——密钥率和传输距离,为下一代高速量子密码系统的实用化应用奠定了基础。     

基于噪声平衡抑制的近红外单光子高速探测方法

针对现有基于尖峰噪声电容平衡方法的单光子探测技术工作频率较低的问题,设计了利用高速二极管平衡的InGaAs/InP雪崩光电二极管信号提取方案.配合高速信号处理电路,实现了工作频率最高达700 MHz的近红外单光子探测器.雪崩二极管制冷至218 K,在脉宽小于1 ns、重复频率700 MHz的门脉冲触发下,当探测效率为10%时,暗计数率为7×10~(-6)/pulse,后脉冲率为7.4%.该方案提供了一种重复频率连续可调宽带高速单光子探测方法,结构简单且性能良好.     

High performance single mode OTDR using coherent detection and fibre amplifiers

A high performance single mode OTDR has been constructed at 1.55 mu m using a DFB laser diode, laser diode pumped fibre amplifiers and a coherent detector, all suited to integration into a robust and portable instrument. A dynamic range of 33 dB has been attained with 1 mu s launch pulses, 1 MHz receiver bandwidth and 10/sup 4/ integrations. This result represents an increase of about 13 dB in performance over the standard version of the OTDR using a laser diode as a light source. It is comparable to the best previously reported value attained using a high power glass laser and a cooled detector.<>     

An optical time-domain reflectometer with low-power InGaAsP diode laser

An optical time-domain reflectometer (OTDR) suited for operation with low-power (of the order of 1-mW peak power) InGaAsP lasers is described. To launch maximum average power into the fiber, the laser is modulated by a pseudonoise binary sequence, and the back-scattered signal is averaged and then analyzed by a microcomputer. Initial tests of the reflectometer with a germanium avalanche photodiode (Ge APD) detector demonstrate backscattering signal levels at 1300 nm from 50-μm core diameter graded-index fibers of more than 15 dB above the system noise.     

利用单光子探测器测量多光子响应时间

通过研究单光子探测器对微弱激光脉冲的暂态响 应特性,利用不同光子数的响应时间实现光 子数的分辨测量。理论上分析了光子数响应时间与微弱光脉冲探测时间的对应关系。实验上 通过测量不同光强下单光子探测器的暂态响应,测量到1550nm波段单光子、 双光子和三光子的响应时间分别为10.73±0.17、8.75±0.32和5.98±0.77ns。实现精确区分微弱光场中的光子数。分析了单光子探测器光子数统计涨落引起的 微弱激光脉冲的探测时间变化对光子数响应时间测量的影响。     

一种用于光时域反射仪的1550nm半导体激光器

光时域反射仪(OTDR)是通信链路中光纤特性测试的专用仪器,半导体激光器是OTDR的关键元器件,激光器的性能直接影响OTDR的测试距离、测试精度等。为适应OTDR的应用需求,提出并研制了一种非对称分别限制(SCH)激光器,SCH结构可有效提高激光器的输出功率和斜率效率。同时,采用应变多量子阱结构来提高器件的温度特性。研制的1 550nm±20nm工作波长的激光器,其单模尾纤输出功率大于等于60mW(工作电流300mA,25℃),激光器上升/下降时间小于1ns,完全满足OTDR长距离、高精度测试的使用要求。     

基于数字采样示波器的InGaAsP单光子雪崩二极管的特性

介绍了由带尾纤的InGaAs/InP雪崩光电二极管建立的近红外单光子探测系统.使用带宽50GHz的数字采样示波器,首次直观地展现了门模式(即盖革模式)工作状态下,单光子探测的模式和过程.并且在波长分别为1310和1550nm的情况下进行了定量研究.在1550nm,工作温度203K条件下,该探测器达到了暗计数概率2.4×10-3每门,量子效率52%,50kHZ的门信号重复频率;在工作温度为238K时,相应参数分别为8.5×10-3,43%和200kHz.     

Improved-dynamic-range single-mode OTDR at 1.3 ?m

A high-performance single-mode optical time-domain reflector (OTDR) incorporating a new low-noise receiver design utilising a PIN diode detector and a transimpedance amplifier is described. With a 1.3 ?m laser diode source a dynamic range of 30 dB one way is achieved, and using an Nd: YAG laser source the dynamic range is 41 dB one way.     

Photon-counting OTDR for local birefringence and fault analysis in the metro environment

Optical time domain reflectometery (OTDR) is one of the most used measurement techniques in the characterization of optical fiber links. In this paper, we present a thorough investigation of an OTDR using a Peltier cooled photon-counting detector at 1.55 um. Due to its superior spatial resolution and the absence of classical dead-zones, it is well suited for detailed, high resolution analysis of problem zones. We give a detailed analysis of its performance, and also demonstrate that a polarization-sensitive photon-counting OTDR can be used to extract local birefringences too large to be measured with standard P-OTDRs.     

Effects of trap levels in single-photon optical time-domainreflectometry: evaluation and correction

Single photon detectors used in optical time-domain reflectometry (OTDR) suffer from carrier trapping phenomena. It is shown that trapping effects can result in a severe OTDR trace distortion, and that accurate measurements of trap releases open the way to the correction of the OTDR data. A simple procedure for offline correction of the experimental traces is presented. Its applicability range is analyzed, using a Monte Carlo program which simulates the actual OTDR experiments. A great improvement of signal-to-noise ratio in single-photon OTDR is expected by exploiting the technique. Requirements for the electronics to be used for these measurements are discussed     

Ultra-long-range OTDR in single-mode fibres at 1.3 ?m

A single-mode optical time-domain reflectometer (OTDR) operating at a wavelength of 1.3 ?m with a dynamic range in excess of 26 dB one way is reported. The equipment incorporates a semiconductor laser source and a new low-noise optical receiver design utilising a PIN diode detector and a transimpedance amplifier.     

基于超导探测器的白天卫星激光测距试验与研究

超导纳米线单光子探测器是一种新型的单光子探测器,灵敏度高、暗计数低且可工作于恒流模式,对1064 nm波长激光具有较高的探测效率。将该探测器应用于夜间卫星和空间碎片激光测距试验,获得了较好的观测结果。为了使超导探测器的优点在空间目标激光测距中得到充分的应用,通过卫星白天激光测距观测试验以及对白天天空背景光实际响应输出测量等方法,研究分析了超导探测器应用于白天激光测距的可行性。在日落前测到了约20 000 km距离的导航卫星glonass134以及低轨卫星hy2a;实际白天天空背景光测量时,单光子超导探测器最高计数输出可达到约2 MHz。结果表明,使用超导单光子探测器作为回波探测器可实现高性能和高效率的白天激光测距系统。