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TDC时间数字转换器/TCSPC时间相关单光子计数器

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量子实验教学套件(NV色心、纠缠光子源)-quEDU

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小型量子纠缠源实验系统 一款商业化小型量子纠缠源实验系统。

所属类别:冷原子 | 量子光学产品 » TDC时间数字转换器/TCSPC时间相关单光子计数器

所属品牌:德国quTools公司

产品负责人:

姓名:杨工(Malus)

电话:131 2077 2990(微信同号)

邮箱:zhe-yang@auniontech.com

量子实验教学套件(quEDU)

quEDU 是一套适用于各类量子物理实验的通用实验平台。设备内置高速光电探测器与时间标记采集电路,用于实验数据的采集与分析,同时配备数字控制接口,可驱动多款配套实验板。quEDU 主控单元与各实验板结合了当下前沿的量子光学技术,打造一套操作简便、高精度系统,适用于高校教学、基础科研、工程应用场景。同时厂商也提供面向高端科学研究的高性能专业型号,可满足前沿物理实验需求。quEDU 作为整套系统的核心主控单元,负责驱动所有外接实验板,同时采集、测量各实验板输出的光子光信号。所有实验板均通过数据传输线缆、多根光纤与温控光电探测器相连。


quADD-NV 是可由 quEDU 主控驱动的实验板之一。quEDU-NV 整套设备可供使用者直观观测金刚石氮空位(NV)色心的各类物理特性,包含 NV 色心荧光发光、电子自旋调控、光探测磁共振、样品磁场传感等实验内容。quADD-NV 的核心器件为一台绿色激光器,激光经显微物镜聚焦照射金刚石样品;金刚石受激后辐射红光波段荧光。荧光光束经物镜收集、滤光片滤波后耦合进入光纤,光纤另一端接入 quEDU,设备内置高速光电二极管即可对荧光信号开展分析。金刚石样品紧贴微波天线放置,四周环绕三组磁场线圈,可生成用户自定义均匀磁场。此外 quEDU 内置波形脉冲发生器,可精准输出激光、微波、读出信号的脉冲时序序列,支撑多种自旋操控类实验开展。


quEDU-NV触控操作面板

共聚焦扫描对准实验:本实验可完整观测微波基板上三块金刚石的平面分布

                         

     大范围 XY 扫描,显示三块金刚石分布位置图                                                        放大精细扫描后,十字光标选中荧光高点,可保存坐标


 激光脉冲与光电二极管时序校准实验

       红光荧光探测器参数校准窗口

光探测磁共振(磁测量实验)

自旋章动实验:激光全程开启,微波脉冲作用期间 NV 自旋发生周期性振荡;微波关断后激光重新将自旋泵浦至亮态。

拉比振荡实验:激光关断期间施加微波脉冲,自旋在亮态、暗态之间周期性切换,可实现阿达马量子门等单比特操控。


quEDU 实验平台专为量子物理、尤其是量子光学领域实验设计。设备集成单光子探测器与时间标记采集电路,可便捷完成数据采集与分析,整机操作简单、测量精度高,适用于高校教学与基础科研场景。各实验板通过数据线、光纤与 quEDU 主控单元相连。quEDU 可单台或多台联动控制外接实验板,同时完成光路光信号的测量与解析。 quADD 纠缠演示板

为 quEDU-ED 整套实验系统原理图,也称作 quEDU 与 quADD-ED 系统。左侧 quEDU 为主控单元,可驱动全部电动光学元件,为各类实验搭建适配光路条件;同时通过光纤采集、解析右侧 quADD-ED 实验板输出的全部光信号。quADD-ED 核心采用自发参量下转换(SPDC)非线性光学过程,生成偏振纠缠光子对。


借助 quADD-ED 板载电动偏振滤光片,搭配 quEDU 内置光纤耦合光子探测器,使用者可完成光子对探测、偏振分析,验证非经典偏振关联及各类量子效应,整套系统功能完整、运行稳定。

quEDU-ED 主机可以实现纠缠偏振测量、CHSH 贝尔不等式实验,同时讲解四款拓展模块:迈克尔逊干涉、HOM 效应、量子态层析、QKD 量子密钥分发。

quEDU支持加装拓展模块(套件后缀 Add-On),拓展模块可通过光纤对接光路主板,或直接插入主板光学卡槽。quADD-ED还有四款拓展配件:

  • 迈克尔逊干涉模块 quADDON-MI

  • HOM干涉模块 quADDON-HOM

  • 量子态层析模块 quADDON-TOM

  • 量子密钥分发模块 quADDON-ED

迈克尔逊拓展模块实物


使用迈克尔逊拓展模块搭建示意图

实验前校准干涉仪反射镜:遮挡其中一路光路,微调对应反射镜至计数峰值,另一路重复操作,两路计数尽量接近。首次实验需将光路内偏振片转出光束路径。




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