Разработка детектора одиночных фотонов для промышленной системы квантового распределения ключей

Диссертационная работа посвящена разработке полупроводникового стробированного синусоидальным сигналом детектора одиночных фотонов на основе InGaAs/InP однофотонного лавинного фотодиода для системы квантового распределения ключей с частотой генерации квантовых состояний, равной 312,5 МГц. Представлена модель фотодиода в среде программно-технологического моделирования TCAD для анализа влияния диаметра активной области фотодиода на темновой счёт в гейгеровском режиме работы устройства. Приведены результаты эксперимента, подтверждающего полученные при моделировании зависимости. Предложена новая модель эффекта послеимпульса, учитывающая рекурсивную природу данного эффекта, которая обеспечивает корректное определение вероятности послеимпульса, а также методика измерения этой вероятности согласно представленной модели. Показано, что использование электрической схемы с пассивным гашением и активным возвратом в стробированных детекторах одиночных фотонов позволяет уменьшить вероятность послеимпульса в таких детекторах без потери в эффективности детектирования, приведена реализация подобной схемы. Впервые была установлена зависимость снижения шумовых параметров детектора при увеличении амплитуды стробирующего сигнала вплоть до критического значения амплитуды строба.