[量子光学]量子关联符合计数测量

    符合计数测量是用于测量同时发生或短时间内发生的关联事件。符合测量最早由物理学家博思（Ｗａｌｔｈ Ｂｏｔｈｅ）用于判断在光子和电子的碰撞中，能量和动量守恒定律是否在每一次碰撞中均有效。在量子光学中，符合测量用于对纠缠光子对的判定和单光子干涉等实验。用于探测符合事件的电子系统称为符合计数系统。
    通常符合计数系统是利用TDC将两个信号被探测到的时间间隔转换为数字值，最后通过时间间隔大小来判定两事件是否属于符合事件。由于这种符合计数器不仅可以记录符合事件发生的次数，同时还测量了发生符合的两信号脉冲的时间间隔。时间关联特性的测量要求符合计数系统必须记录两信号之间的时间差。因此这种常用的符合计数器更多用于时间相关单光子计数等测量时间关联特性的实验中。

图1 双光子关联测量示意图

    泵浦光经过非线性BBO晶体时,通过?类参量下转换产生简并的纠缠光子对,偏振方向相互垂直的信号光(o光)和闲置光(e光)经过一偏振分束器(PBS)分成两路,将其中一路作为触发信号,另外一路输入一50%/50%分束器等概率的分成两路,三路最后都用单光子探测器接收,简称为A路、B路和C路。将A路信号分成两路,通过符合逻辑单元分别测A路与B路及A路与C路的符合,逻辑单元输出TTL信号,用计算机并行口采集。

图2 参量下转换产生纠缠光子对

    SIMINICS公司生产的时间相关单光子计数产品（TCSPC）可以应用于关联光子对的测量，这种应用是量子光学例如量子保密通信和单光子产生研究的重要手段。通过泵浦光泵浦PPLN或者PPKTP晶体，可以产生关联光子对，经过PBS或者50/50的BS分束后由单光子探测器测量，计数信号由TCSPC分析，从而可获得关联信息。

——星秒光电（SIMINICS）