Детальная информация

Тема дипломной квалификационной работы: «Разработка малошумящего полупроводникового детектора одиночных фотонов для квантовой связи». Данная работа посвящена разработке детектора одиночных фотонов для работы в области квантовых коммуникаций. Цель работы – разработка и создание детектора одиночных фотонов с заданными параметрами на основе лавинного фотодиода, работающего в непрерывном режиме. В результате научно-исследовательской работы изучены методы счета одиночных фотонов, принципы работы лавинных фотодиодов и их устройство, режимы работы лавинных фотодиодов. Также были рассмотрены основные принципы квантовой связи на основе протокола BB84. Проанализированы существующие технические решения детекторов одиночных фотонов, используемых в области квантовой криптографии. В рамках работы были изучены режимы работы лавинного фотодиода, схемы активного и пассивного гашения лавин после регистрации фотона диодом. В разрабатываемом детекторе используется смешанная схема гашения лавин с диодом, работающим в непрерывном режиме. Рассмотрены основные методы охлаждения диодов с использованием элементов Пельтье и машин Стирлинга. Получены экспериментальные зависимости для темных образцов от температуры ЛФД.

The subject of the graduate qualification work is “Development of a low-noise semiconductor single photon detector for quantum communications”. The given work is devoted to the development of a single photon detector for work in the field of quantum communications. The purpose of the work is to develop and design a single photon detector with specified parameters based on an avalanche photodiode operating in continuous mode. As a result of the research work, methods of counting single photons, principles of operation of avalanche photodiodes and their device, modes of operation of avalanche photodiodes were studied. The basic principles of quantum communication based on the BB84 protocol were also considered. The existing technical solutions of single photon detectors used in the field of quantum cryptography were analyzed. As part of the work, the modes of operation of the avalanche photodiode, the schemes of active and passive avalanche extinguishing after the detection of a photon by a diode were studied. The detector under development uses a mixed avalanche damping scheme for a diode operating in continuous mode. The main methods of diode cooling using Peltier elements and Stirling machines were considered. Experimental dependences for dark samples on the APD temperature were obtained.