由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院承擔(dān)的國(guó)家“十一五”科技支撐課題“利用相關(guān)光子測(cè)量技術(shù)建立光電探測(cè)器量子效率測(cè)量裝置的研究”近日通過(guò)了專家驗(yàn)收。該課題自主研制的纏光子法探測(cè)器量子效率絕對(duì)定標(biāo)裝置，成功將我國(guó)光輻射功率計(jì)量的量程能力擴(kuò)展到了光子水平，為用光子數(shù)重新定義國(guó)際基本單位之一的“坎德拉(cd)”量值復(fù)現(xiàn)研究奠定重要基礎(chǔ)。
課題的研制成功，縮短了我國(guó)與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家之間在實(shí)現(xiàn)基于量子物理復(fù)現(xiàn)光輻射功率基準(zhǔn)研究方面的差距;同時(shí)為研究量子信息、生物醫(yī)學(xué)、空天探測(cè)器、天文物理、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域中涉及到的光子探測(cè)技術(shù)提供了光子水平的計(jì)量技術(shù)保障。
課題歷時(shí)4年，在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，確定了非線性晶體相位匹配參數(shù)，通過(guò)相位匹配條件推導(dǎo)出了糾纏光子對(duì)的波長(zhǎng)及空間分布計(jì)算方法;解決了光路設(shè)計(jì)、光子探測(cè)、符合測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)、符合寬度設(shè)定、偶然符合測(cè)量方法、暗計(jì)數(shù)測(cè)量方法等核心技術(shù)問(wèn)題，在實(shí)際裝置中實(shí)現(xiàn)了Type-I相位匹配相關(guān)光子場(chǎng)，并建立了基于相關(guān)光子的光電探測(cè)器量子效率測(cè)量裝置，該裝置的光電倍增管器件量子效率測(cè)量不確定度為0.7%，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
據(jù)該課題負(fù)責(zé)人、中國(guó)計(jì)量院光學(xué)所呂亮介紹，基于自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換相關(guān)光子方法標(biāo)定光電探測(cè)器的方法，除了作為一種嶄新的光輻射計(jì)量手段外，其本身更具有特殊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。第一，傳統(tǒng)上測(cè)量探測(cè)器量子效率乃至響應(yīng)度的方法都是依靠標(biāo)準(zhǔn)燈或激光的準(zhǔn)確量值來(lái)實(shí)現(xiàn)。而相關(guān)光子法不依賴于任何基標(biāo)準(zhǔn)器，其量值的傳遞過(guò)程，完全實(shí)現(xiàn)了“無(wú)溯源”定標(biāo);第二，該裝置可直接應(yīng)用于生物發(fā)光、醫(yī)療儀器、激光遠(yuǎn)距離探測(cè)等領(lǐng)域的校準(zhǔn)服務(wù)，為新技術(shù)領(lǐng)域研究提供高準(zhǔn)確度的量子計(jì)量技術(shù)保障;第三，研制該裝置的相關(guān)光子法與量子密鑰、可調(diào)諧激光等技術(shù)直接相關(guān)，是單光子源制備的技術(shù)基礎(chǔ)。
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