Uqdevices16通道符合计数器Logic16

发布时间：2022年04月

Uqdevices16通道符合计数器Logic16

Logic16 是一种逻辑相关单元，旨在成为在多光子相关计数和时间分辨信号分析中分析光子检测信号的最通用工具。 它在两种不同的测量模式下运行，以实现测量灵活性：符合计数模式和时间标记模式。

Coincidence counting

符合计数

Logic16专有的机载符合计数算法使用户能够：

●计算最多16个输入的所有可能的符合模式（同时超过4300万）

●将输入设置为符合激活、非激活或忽略

●Logic16 甚至可以用于小型、低功耗计算机，因为所有时间相关处理都是在内部执行的。

为实验整合增值

●灵活性。用户可以在实验室内在配置 A（156 ps 分辨率，16 个操作通道）和配置 B（78 ps 分辨率，8 个操作通道）之间切换。

●由用户选择的符合模式检测触发的输出脉冲。

●可编程延迟输出脉冲

●多功能脉冲发生器

●多单元同步

●便利的USB 2.0接口（11 Mtags / s）

时间标记

Logic16时间标记器和时间标记滤波器使用户能够：

●长时间执行连续时间标记（参见使用 Logic16 记录 20 小时的实现[论文引用]

●执行门控时间标记

●使用时间标签滤波器只记录发生了一定数量检测的时间标签

●通过使用时间标签滤波器以高达 190 MHz 的持续数据速率进行测量

●避免过大的原始数据文件给主机 PC 带来负担，从而使分析和后处理成为一件苦差事

●屏蔽来自时间标签滤波器的选择输入，允许选择信号（例如，用于定时或同步）未经过滤地通过

技术指标

Uqdevices
16通道符合计数器Logic16

运输信息：重量（约）4磅； 尺寸（约）16“ x 12” x 4“

† 时间标记器以 190 Mtag/s 的突发速率运行。 只要检测事件发生在 ≤ 11MHz（即 USB 2.0 限制传输速率），就可以利用这个 190MHz 速率。

††此最大延迟时间取决于缓冲区，该缓冲区可在此时间段内存储 1024 个事件/通道。 换句话说，人们可以在 25 MHz (50MHz) @ 40 μs (20 μs) 延迟下测量事件——并且在较短的延迟下以更高的速率测量。

†††正如预期的那样，在带有 USB 2.0 接口的主机 PC 上使用优化的代码（例如，C++）。

软件和驱动程序

请下载最新的软件和驱动程序。

Logic16 带有用于 Windows 和 Linux 驱动程序的 .NET 和 C++ 驱动程序，用于使用 Matlab、Labview、Python、MS Visual Studio 和 C++ 直接控制单元。

使用NET 和 C++ 的简单程序示例可提供。

关联计数器（仅Windows）

为了在实验室中快速起步，请使用UQD相关计数器执行同时计数并记录数据：

●设置通道参数（阈值，极性，延迟）

●设置计数的符合模式

●以CSV格式保存数据

●保存并重新加载参数设置以备后用

●获取时序直方图

时间标签资源管理器（仅限 Windows）

在主机上测试 Logic16 的安装和操作，并使用 Timetag Explorer 调试设置集成。

●测试并验证所有可能的输入配置和设置

●检查数据采集和符合计数

●高速保存时间标签文件

功能概要

机载符合计数器：

●在100 MHz的同时计数所有可能的模式

●符合（AND），不符合（NOT），忽略可编程输出1。

●脉冲发生器、模式触发输出和多点延迟。

●灵活地与门控光子探测器、电光调制器、脉冲光源等集成。

时标硬件操作模式：

连续时间标签流

●保留所有时间标签

门控

●触发单个输入（例如，预示光子源）

●仅在门控处于活动状态时保留时间标签

已过滤

●仅在用户设置的时间滤波器窗口内发生定义数量的事件时才保留时间标签。

●用于需要来自激发激光器（例如 76 MHz）的绝对时间标签的飞行时间或起停测量。

●在多光子实验中使用以防止不必要的大输出文件大小。

软件和系统功能

时间标签资源管理器（仅限 Windows）

●监视时间标签流，符合计数，停止-开始测量

●将时间标签保存到文件

关联计数器（仅Windows，执行并记录符合计数）

●监控和记录符合计数

●创建起止直方图

NET for Windows，以及用于 Windows 和 Linux 的 C++ 驱动程序 直接从 Matlab、Labview、MS Visual Studio、C#、VB、Python 控制NET 驱动程序 C++、Visual Basic、C#、Python、LabView 的示例代码提供。

应用

我们的产品可用于多种应用，包括：

●量子纠缠研究，包括使用多个光子探测器进行的贝尔测试

●多光子量子纠缠研究

●具有主动前馈的光子量子计算

●量子通信与密码学研究

●与多个远距离测量站点的远距离量子通信

●跨多个光子通道的时间分辨单光子计数，例如
g（2），g（3）

●荧光寿命测量

●荧光寿命成像显微镜（FLIM）

●多点延迟脉冲发生器

●符合模式检测器

●激光雷达

●时间戳和时间间隔分析

举例

实验设置思路

Logic16 可用于各种实验配置，每种配置都使用其功能的独特组合。 下面提供了一些建议的用例，并在下表中进行了功能比较。 可以在此处找到更多应用程序。

机载符合计数

应用：贝尔不等式测试

下图是CHSH贝尔测试的示例设置，用于双光子纠缠的实验研究。 要证明违反CHSH不等式，需要计算检测器1-4的符合和反符合的次数。 注意，对n个纠缠的光子执行贝尔测试所需的检测器数量可以按n的倍数缩放。

获得所有需要的符合模式以及单次（在一个探测器上计数）的计数，无需后处理时间标签或用大量数据使主机 PC 负担过重。 使用 Logic16 专有的机载符合计数算法，可以使用“小型、低功耗”计算机获得这些符合和单次计数。 想象一下放置在实验室周围的 10 年前的笔记本电脑，它没有能力对时间标签进行后处理 - Logic16 通过内部处理密集处理，使用这样的计算机启用贝尔测试测量。 由于有 16 个输入通道，最多可以在一个单元上完成 4 光子（局部）纠缠（通过同步单元实现更多）。 用户还可以通过在每个通道上单独可调延迟来补偿变化的路径长度差异，范围高达 40 μs（受测量速率限制）。

时标模式下的远距离符合计数

应用：长距离量子通信、QKD、量子纠缠（Bell-test）

下面的基本设置设计可以适用于长距离 QKD 或贝尔测试。 使用了位于不同测量地点的两个 Logic16 单元。 一个纠缠的光子对被分裂，一个光子被路由到每个站点。 测量需要每个 Logic16 单元 6 个以上的通道。

使用 Logic16 的许多输入可以实现长距离量子协议。 使用分离的参考信号同步多个单元，并通过使用外部时基避免后处理。 使用单独可调延迟补偿光子路径长度差异。

门控光子检测

应用：易于使用门控红外光子探测器（例如 InGaAs 探测器）

下面是门控光子检测的示例实现，用于测量纠缠光子对。 门控光子探测器 1 由 Logic16 的脉冲发生器触发。 到达该探测器的光子充当第二个光子的先驱，第二个光子通过额外长度的光纤发送以延迟其到达探测器 2。探测到具有附加延迟的预示光子，会触发探测器 2 的探测 来自 Logic16 的可编程输出之一的 TTL 脉冲。 符合和单点在机上处理并发送到主机 PC。

时间分辨单光子计数

时标模式

应用：荧光寿命测量，单个光子源的g（2）测量

下面的设置可用于执行，例如，对各种单光子源（NV 中心、量子点等）的 g(2) 测量。

光源由脉冲发生器触发，分入输入1记录触发时间。 来自单光子源的发射被引导到分束器，在输入 2 和 3 处检测到输出端口信号。 可以将时间标签滤波器设置为需要至少检测两个事件（触发脉冲 + 1 个光子） 存储时间标签并将其发送到主机 PC。 这可以显着减少发送到主机 PC 的信息量。 FIFO 方法按时间顺序对时间标签进行排序以进行快速处理。

符合计数模式

应用：光子源或检测器表征，TCSPC直方图

在计数率的实时采集很重要的情况下，在 Logic16 的符合计数模式下执行测量可以保持数据处理的快速和简单。 板载处理允许用户访问所有符合、反符合和单点计数，即使使用小型、低功耗的主机 PC。 它消除了后处理的麻烦。

刊物

Logic16实际应用

以Logic16为核心创建的教育性量子密钥分发（QKD）演示。

Logic16支持的研究：

1.基于非投影测量的更多量子随机性生成的实验实现 Chen-Xi Liu、Jian Li、Tong-Jun Liu、Xiao-Run Wang、Si Wang 和 Qin Wang J. Phys。乙：在。摩尔。选择。物理。 52 145501 (2019)。

2.使用光 Adam J. Bennet、Shakib Daryanoosh arXiv 在支持量子的区块链上进行节能挖掘：1902.09520 (2019)

3.用于空间应用的时间仓和极化超密集隐形传态 Joseph C. Chapman、Trent M. Graham、Christopher K. Zeitler 和 Paul G. Kwiat arXiv:1901.07181 (2019)

4.高维轨道角动量纠缠在 1km OAM 光纤上的分布Yu-Jie Chen、Zhao-Hui Li、Si-Yuan Yu、Yun-Feng Huang、Chuan-Feng Li、Guang-Can Guo arXiv:1811.12195 (2018)

5.在单根硅纳米线中生成多光子纠缠量子态 M. Zhang、L. Feng、Z. Zhou、D. Dai 和 X. Ren in Advanced Photonics 2018（BGPP、IPR、NP、NOMA、传感器、网络、SPPCom， SOF)，OSA 技术文摘（在线）（美国光学学会，2018 年），论文 IM3B.3。

6.任意经典光子统计生成器 Ivo Straka、Jaromír Mika 和 Miroslav Ježek Opt。 快递 26, 8998-9010 (2018)

7.具有延迟环定时的任意数字脉冲序列发生器 Radim Hošák 和 Miroslav Ježek 科学仪器评论 89, 045103(2018)

8.观察真正的三光子干涉 Sascha Agne、Thomas Kauten、Jeongwan Jin、Evan Meyer-Scott、Jeff Z. Salvail、Deny R. Hamel、Kevin J. Resch、Gregor Weihs 和 Thomas Jennewein。

8.通过将光子量子位一分为二来证明光子量子位的存在，Evan Meyer-Scott、Daniel McCloskey、Klaudia Gołos、Jeff Z. Salvail、Kent A. G. Fisher、Deny Hamel、Adán Cabello、Kevin J. Resch、Thomas Jennewein

期刊参考：Phys. Rev. Lett. 116, 070501 (2016)

9.移动接收器的自由空间量子密钥分配 Jean-Philippe Bourgoin、Brendon L. Higgins、Nick Gigov、Catherine Holloway、Christopher J. Pugh、Sarah Kaiser、Miles Cranmer、Thomas Jennewein

Opt. Express 23, 33437 (2015)

http://arxiv.org/abs/1505.00292

10.用于 300-900 nm 的时间和光谱分辨多光子相关器 Kelsey D. Johnsen、Piotr Kolenderski、Carmelo Scarcella、Marilyne Thibault、Alberto Tosi、Thomas Jennewein

JAppl. Phys. 116, 143101 (2014)

11.严格局域条件下的实验三粒子量子非局域性

C. Erven、E. Meyer-Scott、K. Fisher、J. Lavoie、B. L. Higgins、Z. Yan、C. J. Pugh、J.-P. Bourgoin, R. Prevedel, L. K. Shalm, L. Richards, N. Gigov, R. Laflamme, G. Weihs, T. Jennewein, K. J. Resch

自然光子学 8, 292–296 (2014)

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