液氮冷却、自由运行的通信波段单光子灵敏探测器

在单光子及少光子水平测量光特性在许多量子光学应用中起着关键作用。通常，光探测之前需通过光纤长距离传输量子光，其低损耗窗口位于 1550 nm 附近。然而，通过雪崩光电探测器在通信波段探测光子态长期以来面临严重限制。直到最近，通信波段首批自由运行探测器技术的演示才消除了信号与探测器同步的需求。此外，要使这些探测器获得单光子灵敏度，需要适度的冷却。在此，我们实现了一种液氮冷却的负反馈雪崩二极管 (NFAD)，工作于通信波段，并研究了这种高度灵活、自由运行的单光子灵敏探测器的特性。我们的冷却方案提供了大范围的稳定工作温度，相较于此前使用的相对笨重的商用制冷机具有优势。我们确定了最适合单光子灵敏探测的 NFAD 工作参数区域，使得我们的探测器能够直接插入真正的光子计数任务中。