Hannover 2013 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 43: Poster II

Q 43.76: Poster

Mittwoch, 20. März 2013, 16:00–18:30, Empore Lichthof

Bestimmung der Detektionseffizienz von Silizium Single-Photon Avalanche Diode — •Helmuth Hofer, Silke Peters, Waldemar Schmunk und Stefan Kück — Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig

Silizium Single-Photon Avalanche Dioden (Si-SPAD) werden zur Detektion einzelner Photonen heutzutage in vielen Bereichen, wie z.B. in der Quanteninformationstechnologie, eingesetzt. Die rückgeführte Bestimmung der Detektionseffizienz, eines der wichtigsten Parameter, auf das Normal für die optische Strahlungsleistung (das Kryoradiometer) fehlte aber bisher. In diesem Beitrag stellen wir ein an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickeltes Messverfahren zu ihrer Bestimmung vor, das eine lückenlose Kalibrierkette sicherstellt. Dabei wird die Strahlung eines definiert abgeschwächten Diodenlasers bei einer Wellenlänge von 770 nm verwendet. Die Detektionseffizienz ergibt sich aus der mit einem Si-SPAD gemessenen Photonenzählrate. Letztere wird mit der einfallenden Strahlungsleistung verglichen, die mittels einer zuvor gegen das Kryoradiaometer kalibrierten Silizium-Photodiode und kalibrierten Abschwächern bestimmt wurde. Insbesondere wird dabei die Photonenstatistik der einfallenden Laserstrahlung berücksichtigt, welche einen Einfluss auf die gemessene Photonenzählrate hat. Neben dem Kalibrierverfahren wird eine detaillierte Analyse der Messunsicherheit vorgestellt; diese liegt derzeit im Bereich von ca.1%.