Uqdevices 16通道符合计数器Logic16

Logic16是一种逻辑相关单元，被设计为可用于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通用工具。 它以两种不同的模式工作以提高测量的灵活性：同时计数模式和时间标记模式。

符合计数

Logic16专有的机载巧合计数算法使用户能够：

●计算多16个输入（同时超过4300万）的所有可能的重合模式

●将输入设置为巧合有效，无效或忽略

●由于所有时间相关处理都在内部执行，因此即使在小型，低功耗计算机上也可以使用Logic16

为实验整合增值

●灵活性。用户可以在配置A（156 ps分辨率，16个工作通道）和配置B之间进行实验室内切换（78 ps分辨率，8个工作通道）。

●用户选择的重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

●多个单元同步

●便利的USB 2.0接口（11 Mtags / s）

时标

Logic16时间标记器和时间标记过滤器使用户能够：

●长时间执行连续的时间标记（在此处查看使用Logic16进行20h记录的实现）

●执行门控时间标记

●使用时间标签过滤器仅记录发生了一定数量的检测的那些时间标签

●通过使用时标滤波器，以高达190 MHz的持续数据速率进行测量†

●避免给主机PC负担过多的原始数据文件，这些文件会使分析和后处理工作变得繁琐

●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）通过未经滤波的

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“

†时间标记器的突发速率为190 Mtag / s。 只要检测事件发生在≤11MHz（即USB 2.0受限传输速率）上，就可以利用190 MHz的速率

††此延迟时间取决于缓冲区，该缓冲区可以在此时间段内每个通道存储1024个事件。 换句话说，可以在25 MHz（50MHz）@ 40μs（20μs）延迟下测量事件，而在较高速率下可以测量较短的延迟。

†††与带有USB 2.0接口的主机PC上的优化代码（例如C ++）一样。

软件和驱动程序

单击此处下载包含软件和驱动程序的CD。

Logic16带有用于Windows的.NET和C ++驱动程序，以及用于使用Matlab，Labview，Python，MS visual studio和C ++直接控制单元的Linux驱动程序。

用户手册中提供了使用.NET和C ++的简单程序示例，请参见“文档”部分。

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）

●设置巧合模式以进行计数

●以CSV格式保存数据

●保存并重新加载参数设置以供以后使用

●获取时序直方图

时标资源管理器（仅Windows）

使用Timetag Explorer在主机上测试Logic16的安装和运行，并调试设置集成。

●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：

●在100 MHz的同时计数所有可能的模式

●重合（AND），反重合（NOT），忽略

可编程输出

●脉冲发生器，模式触发的输出和多次命中延迟。

●灵活地与电子门控光子探测器集成调制器，脉冲光源等。

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）

●仅在门处于活动状态时保留时间标签

已过滤

●仅在事件中发生定义数量的事件时才保留时间标记用户设置的时间过滤器窗口。

●用于需要时间的飞行时间或起停时间测量来自激发激光的标签（例如76 MHz）

●在多光子实验中使用，以防止大输出文件尺寸

软件和系统功能

时标资源管理器（仅Windows）

●监视时间标签流，重合计数，停止开始测量

●将时间标签保存到文件

关联计数器（仅Windows，执行并记录一致计数）

●监控并记录巧合计数

●创建起止直方图

NET for Windows，以及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

提供了C ++，Visual Basic，C＃，Python，LabView的示例代码

应用

我们的产品可用于多种应用，包括：

●量子纠缠研究，包括带有多个光子探测器的贝尔测试

●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长距离量子通信

●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）

●多击中延迟脉冲发生器

●重合模式检测器

●激光雷达

●时间戳和时间间隔分析

举例

实验装置的想法

Logic16可用于各种实验配置中，每种配置均使用其功能的*组合。 下面提供了一些建议的用例，并在下表中对功能进行了比较。 在这里可以找到更多的应用程序。

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计数（在一个检测器处计数），而无需后期处理时间标签或使主机PC负担大量数据。 借助Logic16专有的机载巧合计数算法，可以使用“小型，低功耗”计算机获得这些巧合和单数计数。 想象一下，在实验室周围摆放着10年历史的笔记本电脑，它没有能力对时间标签进行后处理– Logic16通过内部处理密集型处理，使用这种计算机进行Bell测试测量。 由于有16个输入通道，一个单元多可以完成4光子（局部）纠缠（通过同步单元可以实现更多纠缠）。 用户还可以通过每个通道上的可单独调整的延迟来补偿变化的路径长度差异，延迟范围高达40μs（受测量速率限制）。

在时间标记模式下进行长距离重合计数

应用范围：长距离量子通信，QKD，量子纠缠（贝尔测试）

下面的基本设置设计可以适用于长距离QKD或Bell测试。 在不同的测量位置使用了两个Logic16单元。纠缠的光子对被分裂，一个光子被路由到每个位置。 该测量需要每个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来避免后处理。 用可单独调整的延迟补偿光子的路径长度差异。

门控光子检测

应用：方便使用门控红外光子探测器（例如InGaAs探测器）

右边是门控光子检测以测量纠缠光子对的示例实现。 门控光子探测器1由Logic16的脉冲发生器触发。 到达此检测器的光子充当第二个光子的，第二光子被发送通过另一段光纤，以延迟其到达检测器2的速度。检测到的先导光子（加上一个延迟）触发检测器2的检测 从Logic16的可编程输出之一输出TTL脉冲。 巧合和单打在板上进行处理并发送到主机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

以下设置可用于执行各种单个光子源（NV中心，量子点等）的g（2）测量。

光源由脉冲发生器触发，脉冲发生器被分为输入1以记录触发时间。 来自单个光子源的发射被导向分束器，并在输入2和3处检测到输出端口信号。可以将时标滤波器设置为要求至少检测至少两个事件（触发脉冲+ 1个光子）。 存储时间标签并将其发送到主机PC。 这可以大大减少发送到主机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。

重合计数模式

应用：光子源或检测器表征，TCSPC直方图

在实时获取计数率非常重要的情况下，以Logic16的同时计数模式执行测量可使数据处理变得快速而简单。 借助板载处理功能，即使使用小型，低功耗的主机PC，用户也可以访问所有重合，反巧合和单打计数。 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：

基于非投影测量的更多量子随机性产生的实验实现

刘晨曦，李健，刘同军，王小润，王四和王琴

J.物理 B：在。 大声笑 选择。 物理 52 145501（2019）

使用光在启用量子的区块链上进行节能开采

亚当·本内特（Shadb Daryanoosh）

arXiv：1902.09520（2019）

时空和极化超密度隐形传态的空间应用

约瑟夫·C·查普曼，特伦特·M·格雷厄姆，克里斯托弗·K·蔡特勒和保罗·格维特

arXiv：1901.07181（2019年）

1km OAM光纤上电信波长高维轨道角动量纠缠的分布

曹欢，高社成，张超，王建，何德勇，刘必恒，周正伟，朱国X，陈玉洁，李兆辉，余思远，云-黄峰，李传峰，郭光灿

arXiv：1811.12195（2018）

单硅纳米线中多光子纠缠量子态的生成

张敏，冯丽，周正，戴大和，任兴

见Advanced Photonics 2018（BGPP，IPR，NP，NOMA，传感器，网络，SPPCom，SOF），OSA技术摘要（在线）（美国光学学会，2018年），论文IM3B.3。

任意经典光子统计的生成器

伊沃·斯特拉卡（Ivo Straka），杰罗米·米卡（JaromírMika）和米罗斯拉夫·耶泽克

选择。快递26，8998-9010（2018）

具有延迟环定时的任意数字脉冲序列发生器

RadimHošák和MiroslavJežek

《科学仪器评论》 89，045103（2018）

三光子干扰的观察

Sascha Agne，Thomas Kauten，Jeongwan Jin，Evan Meyer-Scott，Jeff Z.Salvail，Deny R.Hamel，Kevin J.Resch，Gregor Weihs和Thomas Jennewein

物理牧师118，153602（2017）

arxiv：1609.07508

通过将光子量子位一分为二来验证其存在，

Evan Meyer-Scott，Daniel McCloskey，KlaudiaGołos，Jeff Z.Salvail，Kent A.G.Fisher，Deny Hamel，AdánCabello，Kevin J.Resch，Thomas Jennewein

期刊编号：Phys。牧师116，070501（2016）

向移动接收器分配自由空间量子密钥

Jean-Philippe Bourgoin，Brendon L.Higgins，Nick Gigov，Catherine Holloway，Christopher J.Pugh，Sarah Kaiser，Miles Cranmer，Thomas Jennewein

选择。快报23，33437（2015）

时间和光谱分辨多光子相关器，用于300-900 nm

凯尔西·约翰森（Kelsey D.

J.应用物理116，143101（2014）

严格局部性条件下的实验三粒子量子非局部性

C.Erven，E.Meyer-Scott，K.Fisher，J.Lavoie，B.L.Higgins，Z.Yan，C.J.Pugh，J.-P。布尔戈恩·普雷韦德尔，L·K·谢尔姆·L·理查兹，N·吉戈夫，R·拉弗莱姆，G·韦斯，T·简内温，K·J·雷施

自然光子学8，292–296（2014）