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近日，安光所鄭小兵研究員團隊在自發(fā)參量下轉換（SPDC）定標技術(shù)方面取得新進(jìn)展。鄭小兵研究員團隊與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)史保森教授團隊聯(lián)合，構建了頻率上轉換（UPDC）中波紅外單光子探測系統，利用自發(fā)參量下轉換（SPDC）定標技術(shù)實(shí)現了中波紅外單光子探測系統通道效率的校準。

相關(guān)成果以《基于SPDC的上轉換單光子探測器3.39μm量子效率測量》為題，發(fā)表在國際知名期刊Optics Express上。王慧麗博士研究生和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的陳仁輝博士為論文的共同第一作者，夏茂鵬副研究員為論文的通訊作者。

頻率上轉換技術(shù)在中長(cháng)波紅外微弱光輻射測量中具有重要的應用前景，一直是國內外研究的熱點(diǎn)。頻率上轉換探測系統采用頻率變換技術(shù)，將待測的中長(cháng)波紅外輻射轉換到Si探測器靈敏波段進(jìn)行探測，可以突破材料的物理限制，避免目前紅外探測器量子效率低、噪聲大、響應速度慢的缺點(diǎn)，在室溫下就可實(shí)現跨越波長(cháng)限制的紅外波段超靈敏探測。

團隊提出了利用自發(fā)參量下轉換技術(shù)產(chǎn)生的相關(guān)光子定標上轉換紅外探測系統探測效率的新方法。使用780nm激光泵浦PPLN晶體，產(chǎn)生1.013μm/3.39μm的相關(guān)光子對，3.39μm的光子繼續與1.064μm泵浦激光進(jìn)行頻率轉換，變換為0.81μm的光子，利用成熟的Si APD進(jìn)行符合測量，獲得到了3.39μm探測通道的絕對探測效率。測量不確定度為2.8%（k=1）。為了進(jìn)一步驗證該方法的準確性，采用3.39μm連續激光測量了上轉換通道的探測效率，與SPDC方法得到的探測效率有很好的一致性。

測量裝置示意圖

該研究工作將團隊長(cháng)期以來(lái)開(kāi)展的SPDC定標技術(shù)從可見(jiàn)近紅外波段擴展到了中波紅外波段，為紅外輻射的定量測量提供了新思路。

該研究獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)項目和中國科學(xué)院創(chuàng )新基金項目的支持。