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怎么才干知道一束光中有多少个光子

2019-12-23 23:19:22  阅读:9919 编辑:责任编辑NO。石雅莉0321

自从美国国家规范与技能研讨所(NIST)在20世纪90年代,制作了第一个用于核算光子的超导设备以来,这些从前稀有的勘探器,现在渐渐的变成了世界各地盛行的研讨东西。现在,国家规范与技能研讨所现已朝着完成这些设备的通用规范迈出了一步,这些设备在科学和工业中渐渐的变重要,单光子勘探器(SPD)现在是研讨范畴的要害,从光通讯和天体物理到根据量子物理的顶级信息技能,如量子密码学和量子隐形传态。

为了保证其准确性和可靠性,需要对单光子勘探器进行评价,并将其与一些基准进行比较,最好是正式的规范。国家规范与技能研讨所的研讨人员正在开发这样的办法,并渐渐的开端为少量几家制作单光子勘探器的公司进行定制校准。国家规范与技能研讨所团队现在发布了丈量五个单光子勘探器功率的办法,其间一个是。国家规范与技能研讨所制作的,作为供给官方校准服务的序幕。

国家规范与技能研讨所物理学家Thomas Gerrits说:这是完成量子规范的第一步,研讨出产了一个东西来验证未来的单光子勘探规范。现在还没有规范,但包含国家规范与技能研讨所在内的许多国家计量组织都在努力于此。曾经现已有过关于这个主题的期刊论文,但咱们做了深化的不确定性剖析,并十分具体地描绘了是怎么样做测验的。意图是为方案中的校对服务供给参阅。

国家规范与技能研讨所是仅有有资历开发这些评价办法的组织,因为该研讨所制作了世界上最高效的单光子勘探器,并不断改进其功能。国家规范与技能研讨所专门从事两种超导规划,一种是根据纳米线或纳米带的,在新的研讨中进行了评价,另一种是过渡边际传感器,将在不久的将来进行研讨。未来研讨或许还会处理勘探器的规范,这些勘探器能够丈量十分弱的光级,但不能核算光子的数量。

在被称为SI的现代公制体系中,与光子勘探联系最亲近的根本丈量单位是烛光,它与人眼勘探到的光有关。未来的SI从头界说或许包含光子计数规范。这或许会供给一种更准确以坎德拉为单位丈量光线的办法,单光子光级不到当时规范的十亿分之一。新研讨论文具体的介绍了国家规范与技能研讨所运用传统技能丈量单光子勘探器勘探功率的细节,单光子勘探器勘探功率的界说是勘探到光子击中勘探器并发生可丈量成果的概率。

在保证丈量成果可追溯到光功率计的首要规范(NIST的激光优化低温辐射计)。当丈量缩小到弱光等级时,这些外表坚持精度,整体丈量不确定度首要是因为功率表校准形成的。研讨丈量了五种勘探器的功率,包含三个硅光子计数光电二极管和纳米线勘探器。在一些丈量中,光子是经过光纤发送的,在其他情况下,光子是经过空气发送的。对光纤和通讯中常用的两种不同波长光进行了丈量。

博科园|研讨/来自:美国国家规范与技能研讨所

参阅期刊《Metrologia》

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