Лавинные фотодиоды для систем квантовой криптографии
Лю Юйхан
В данной выпускной квалификационной работе рассматривается применение лавинных фотодиодов (ЛФД) в качестве ключевого элемента детекторов одиночных фотонов для систем квантовой криптографии. Квантовая криптография представляет собой передовую технологию защиты информации, основанную на фундаментальных принципах квантовой механики, и требует высокоточных компонентов, способных эффективно и надежно регистрировать отдельные фотоны. В работе представлен обзор принципов работы и характеристик ЛФД, включая квантовую эффективность, частоту темновых отсчетов, вероятность послелавинных срабатываний и временное разрешение. Особое внимание уделено сравнению различных режимов работы ЛФД — линейного, Гейгера и Sub-Geiger — с точки зрения их пригодности для задач квантового распределения ключей (QKD). Экспериментальная часть работы заключалась в тестировании малошумящего полупроводникового детектора одиночных фотонов, выполненного на базе ЛФД RMY PGA-314-100, включая сборку схем измерения и цифровую обработку сигналов. Проведены измерения параметров при различных температурах, уровнях напряжения и мертвого времени. Также проведен анализ вероятности послелавинных срабатываний тремя различными методами обработки гистограмм. В основном я использую программное обеспечение Matlab. Полученные результаты демонстрируют зависимость рабочих характеристик от температурного режима и условий управления, а также подтверждают высокую эффективность применения ЛФД в системах квантовой криптографии.
•Jan 1, 2025•0 citations