基于量子密钥分发的单光子探测器初步设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 传统密码术 | 第9-11页 |
| 1.2 量子密码术 | 第11-12页 |
| 1.3 量子密码术的研究进展与面临的问题 | 第12-14页 |
| 1.4 单光子探测器在量子密钥分发系统中的作用 | 第14页 |
| 1.5 论文主要研究内容和结构安排 | 第14-16页 |
| 第二章 量子密钥分发关键技术 | 第16-32页 |
| 2.1 量子密钥分发协议 | 第16-21页 |
| 2.1.1 BB84协议 | 第16-19页 |
| 2.1.2 B92协议 | 第19-20页 |
| 2.1.3 DPSK-QKD协议 | 第20-21页 |
| 2.2 QKD的关键器件 | 第21-22页 |
| 2.2.1 弱相干光源 | 第22页 |
| 2.2.2 单光子探测器 | 第22页 |
| 2.3 单光子探测器的探测原理 | 第22-26页 |
| 2.3.1 Si-APD的探测机理 | 第23-25页 |
| 2.3.2 雪崩倍增因子 | 第25-26页 |
| 2.4 单光子探测器的工作模式 | 第26-31页 |
| 2.4.1 被动淬灭模式 | 第27-28页 |
| 2.4.2 主动淬灭模式 | 第28-29页 |
| 2.4.3 门脉冲淬灭模式 | 第29-31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 单光子探测器的设计与实现 | 第32-51页 |
| 3.1 基于时序控制的淬灭电路总体设计 | 第32-33页 |
| 3.2 APD直流偏压源的设计 | 第33-34页 |
| 3.3 信号提取模块的设计 | 第34-37页 |
| 3.3.1 前置放大电路的设计 | 第34-36页 |
| 3.3.2 比较器的设计 | 第36-37页 |
| 3.4 制冷模块的设计 | 第37-40页 |
| 3.5 时序控制模块的设计 | 第40-46页 |
| 3.5.1 FPGA电源及外围接.设计 | 第41-44页 |
| 3.5.2 FPGA主芯片设计 | 第44-46页 |
| 3.6 单光子探测系统的实现 | 第46-48页 |
| 3.7 PCB布局和布线 | 第48-50页 |
| 3.8 PCB调试 | 第50页 |
| 3.9 本章小结 | 第50-51页 |
| 第四章 单光子探测器系统实验分析 | 第51-69页 |
| 4.1 实验系统的设计 | 第51-54页 |
| 4.2 雪崩击穿电压的确定 | 第54-56页 |
| 4.3 暗计数的测试 | 第56-58页 |
| 4.4 后脉冲效应的分析 | 第58-60页 |
| 4.5 探测效率的测试 | 第60-62页 |
| 4.6 理想过偏压的确定 | 第62-65页 |
| 4.7 暗计数稳定性研究 | 第65-67页 |
| 4.8 时间抖动的测试 | 第67-68页 |
| 4.9 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 5.1 工作总结 | 第69页 |
| 5.2 展望 | 第69-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-75页 |
