Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Методика повышения достоверности принятых данных счетчика фотонов на основе анализа скорости счета импульсов при передаче двоичных символов «0»

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-1-80-89

Аннотация

При измерении маломощных оптических сигналов приемные модули систем должны обеспечивать достаточно высокую достоверность принятых данных. В этой связи целесообразно использовать счетчики фотонов, которые являются высокочувствительными, однако характеризуются ошибками регистрации данных. Цель работы – оценка влияния средней скорости счета импульсов на выходе счетчика фотонов на достоверность принятой информации с учетом мертвого времени счетчика фотонов.

На основании статистических распределений числа импульсов на выходе счетчика фотонов получено выражение для оценки достоверности принятых двоичных данных при их регистрации в волоконно-оптическом канале связи.

Установлено, что с ростом средней скорости счета сигнальных импульсов на выходе счетчика фотонов при передаче символов «0» ns0 достоверность принятых данных вначале практически не изменяется и близка к единице, однако затем спадает. Причем при прочих равных параметрах с увеличением средней длительности мертвого времени продлевающегося типа τd спад этой зависимости наблюдается при больших значениях ns0: при ns0 ≥ 66,6·103 с-1 для τd = 0; при ns0 ≥ 74,1·103 с-1 для τd = 5 мкс; при ns0 ≥ 83,5·103 с-1 для τd = 10 мкс; при ns0 ≥ 95,6·103 с-1 для τd = 15 мкс.

Об авторе

А. М. Тимофеев
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь

Адрес для переписки: А.М. Тимофеев – Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, ул. П. Бровки, 6, г. Минск 220013, Беларусь     e-mail: tamvks@mail.ru



Список литературы

1. Калачев, А.А. Элементная база дальнодействующей квантовой связи. Часть 1 / А.А. Калачев // Фотоника. – 2017. – № 1. – С. 88–98. DOI: 10.22184/1993-7296.2017.61.1.88.98

2. Zhang, J. Advances in InGaAs/InP single-photon detector systems for quantum communication / J. Zhang [et al.] // Light: Science & Applications. – 2015. – Vol. 4. – P. 1–13. DOI: 10.1038/lsa.2015.59

3. Stipčević, M. Characterization of a novel avalanche photodiode for single photon detection in VIS-NIR range / M. Stipčević [et al.] // Optics Express. – 2010. – Vol. 18. – P. 17448–17459. DOI: 10.1364/OE.18.017448

4. Корытко, Н.Н. Моделирование конструкции лавинных фотодиодов с охранными областями для регистрации маломощных световых потоков / Н.Н. Корытко [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2011. – Т. 2. – № 1(2). – С. 32–39. DOI: 10.21122/2220-9506-2011-0-1-19-22

5. Килин, С.Я. Квантовая криптография: идеи и практика / С.Я. Килин; под ред. С.Я. Килин, Д.Б. Хорошко, А.П. Низовцев. – Минск : Белорусская наука, 2007. – 391 с.

6. Румянцев, А.М. Эффективность синхронизации системы квантового распределения ключа на однофотонных лавинных фотодиодах / А.М. Румянцев, А.П. Пленкин // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 9(182). – С. 4–15. DOI: 10.18522/2311-3103-2016-9-415

7. Cova, S.D. Single-photon counting detectors / S.D. Cova, M. Ghioni // IEEE Photonics Journal. – 2011. – Vol. 3. − No. 2. – P. 274–277. DOI: 10.1109/JPHOT.2011.2130518

8. Абед, А.Х. Метод шифрования передаваемой информации по случайному закону / А.Х. Абед // Вестник Томского государственного университета. – 2016. – Т. 22. – № 2. – С. 233–237. DOI: 10.17277/vestnik.2016.02.pp.233-237

9. Горцев, А.М. Оценивание параметра непродлевающегося мертвого времени случайной длительности в пуассоновском потоке событий / А.М. Горцев, М.Е. Завгородняя // Вестник Томского государственного университета. – 2017. – № 40. – С. 32–40. DOI: 10.17223/19988605/40/4

10. Castelletto, S.A. Reduced deadtime and higher rate photon-counting detection using a multi-plexed detector array / S.A. Castelletto [et al.] // Journal of Modern Optics. – 2007. – Vol. 54. – P. 337–352. DOI: 10.1080/09500340600779579

11. Zadeh, I.E. Single-photon detectors combining high efficiency, high detection rates, and ultra-high timing resolution / I.E. Zadeh [et al.] // APL Photonics. – 2017. – Vol. 2. – P. 111301-1–111301-7. DOI: 10.1063/1.5000001

12. Завгородняя, М.Е. Вероятностные характеристики потока событий с продлевающимся мертвым временем специального типа / М.Е. Завгородняя // Вестник Томского государственного университета. – 2018. – № 43. – С. 33–41. DOI: 10.17223/19988605/43/4

13. Клюев, Л.Л. Теория электрической связи / Л.Л. Клюев. – Минск : Техноперспектива, 2008. – 423 с.

14. Гулаков, И.Р. Фотоприемники квантовых систем: монография / И.Р. Гулаков, А.О. Зеневич. – Минск : УО ВГКС, 2012. – 276 с.

15. Биккенин, Р.Р. Теория электрической связи / Р.Р. Биккенин, М.Н. Чесноков. – М. : Издательский цент «Академия», 2010. – 336 с.

16. Тимофеев, А.М. Оценка влияния продлевающегося мертвого времени счетчика фотонов на вероятность ошибочной регистрации данных квантовокриптографических каналов связи / А.М. Тимофеев // Вестник связи. – 2018. – № 1(147). – С. 56–62.

17. Тимофеев, А.М. Энтропия потерь однофотонного асинхронного волоконно-оптического канала связи с приемником на основе счетчика фотонов с продлевающимся мертвым временем / А.М. Тимофеев // Актуальные проблемы науки XXI века. – 2018. – Вып. 7. – С. 5–10.

18. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – 12-е изд. / В.Е. Гмурман. – М. : Издательство Юрайт, 2018. – 479 с.


Рецензия

Для цитирования:


Тимофеев А.М. Методика повышения достоверности принятых данных счетчика фотонов на основе анализа скорости счета импульсов при передаче двоичных символов «0». Приборы и методы измерений. 2019;10(1):80-89. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-1-80-89

For citation:


Timofeev A.M. Methods of Increasing the Reliability of the Received Data of the Photon Counter Based on the Analysis of the Pulse Counting Rate During the Transmission of Binary Symbols «0». Devices and Methods of Measurements. 2019;10(1):80-89. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2220-9506-2019-10-1-80-89

Просмотров: 2021


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)