Шумы и помехи в счетчиках фотонов на основе лавинных фотоприемников

Abstract

В настоящее время лавинные фотоприемники, работающие в режиме счета фотонов, находят широкое применение в различных областях науки и техники. В астрономии лавинные фотоприемники, работающие в режиме счета фотонов, применяются для регистрации слабосветящихся звезд. В спектроскопии такие фотоприемники используются для изучения кинетики затухания люминесценции. Также такие фотоприемники используются при создании оптических рефлектометров для волоконных оптических линий связи, обладающих высокой разрешающей способностью. В последние годы большой интерес к лавинным фотоприемникам, работающим в режиме счета фотонов, обусловлен интенсивными исследованиями в области квантовой криптографии как направления защиты информации. Квантовая криптография применяется в методах, осуществляющих защиту оптических каналов связи. В таком случае состояния отдельных фотонов реализовывают передачу секретного ключа. Для приема секретного ключа используют счетчики фотонов на основе лавинных фотоприемников. К таким счетчикам фотонов предъявляют довольно высокие требования по скорости регистрации, количеству темновых импульсов и величине собственных шумов, вероятности того, что фотон будет детектирован ошибочно. С развитием волоконно-оптических линий связи все больший интерес вызывают системы, использующие счетчики фотонов на основе лавинных фотоприемников, позволяющие обнаруживать каналы утечки оптической информации.