本技術涉及量子信息，尤其涉及一種便攜式單光子光源發射器裝置及使用方法。

背景技術：

1、單光子光源是指能發射單光子的光源，單光子光源在量子通信、量子計算和量子光學測量等領域具有廣泛的應用前景和重要的研究價值。單光子光源裝置的復雜性主要體現在其多個關鍵組件上，這些組件不僅數量多，而且各自的功能和性能要求都非常高。單光子源作為裝置的核心，單光子源的制備和集成技術復雜，需要高精度的工藝和設備支持。不同的實現方式，如量子點、單分子或超導電路等，都有其獨特的制備和維護要求。分束器、反射鏡和干涉儀，這些光學組件的精度和穩定性對實驗結果至關重要。它們需要精確的設計和制造，以確保光子的傳輸和干涉效果。在單光子干涉實驗中，探測器需要具有極高的靈敏度和分辨率，以便能夠精確地檢測單個光子的存在和狀態，這要求探測器具備先進的光電轉換技術和信號處理能力。

2、目前，單光子光源裝置的復雜性和高要求也導致了其不便于移動的問題。由于裝置中包含了多個精密的光學和電子設備，整個裝置的體積和重量都相對較大。這使得裝置在移動和部署過程中需要額外的設備和人力支持。同時，某些單光子源和探測器對環境條件(如溫度、濕度、振動等)有嚴格的要求。在移動過程中，需要確保這些環境條件得到滿足，以避免對裝置性能的影響。裝置中的各個組件之間需要精確的連接和校準，以確保光子的傳輸和干涉效果。在移動過程中，這些連接和校準可能會受到干擾或破壞，需要重新進行調試和校準。

技術實現思路

1、本技術主要目的是提供一種便攜式單光子光源發射器裝置，旨在解決現有技術的設備復雜、成本高和使用難度大的難題，通過光源部分和探測器部分的設計，提高了光源的穩定性和適應性；并使用成本低廉的材料制作整體外殼結構，降低了制備成本，同時還根據輸出信號的波形調整光源調節參數的使用方法，提高了裝置的實用性和靈活性。

2、為實現上述目的，本技術實施例提供了一種便攜式單光子光源發射器裝置，所述裝置包括光源部分、探測器部分和裝置外殼部分；所述光源部分包括發光二極管、偏振片和球閥；所述探測器部分包括光電倍增管；

3、其中，所述發光二極管用于實現單光子光源信號的產生；

4、所述偏振片與所述球閥連接，所述偏振片用于接收所述單光子光源信號，并對所述單光子光源信號的偏振狀態進行調整；

5、所述球閥與所述光電倍增管連接，所述球閥用于接收偏振狀態調整后的所述單光子光源信號，并對所述單光子光源信號的光強度進行調整；

6、所述光電倍增管用于接收光照強度調整后的所述單光子光源信號，并將所述單光子光源信號轉換為對應的電信號。

7、在一實施例中，所述裝置外殼部分還包括光源部分的金屬管殼和探測器部分的金屬管殼；

8、其中，所述光源的金屬管殼和所述探測器的金屬管殼連接，所述光源部分的金屬管殼用于保護所述光源部分，并防止所述單光子光源信號被外界干擾；

9、所述探測器部分的金屬管殼用于保護所述探測器部分，并為所述探測器部分進行電磁屏蔽。

10、在一實施例中，所述光源部分還包括發光二極管電源線、前蓋和第一3d打印管狀固定結構；

11、其中，所述發光二極管電源線與所述發光二極管連接，所述發光二極管電源線用于傳遞輸入至所述發光二極管的供電電壓，所述前蓋用于固定所述發光二極管；

12、所述第一3d打印管狀固定結構與所述光源部分的金屬管殼連接，所述第一3d打印管狀固定結構用于固定所述偏振片。

13、在一實施例中，所述偏振片還包括前偏振片和后偏振片；

14、其中，所述前偏振片固定在所述前蓋上，距離所述發光二極管預設位置處，所述后偏振片固定于所述第一3d打印管狀固定結構前端；

15、所述前偏振片與所述后偏振片之間的不同角度對應所述單光子光源信號的不同偏振狀態。

16、在一實施例中，所述探測器部分還包括：光電倍增管電源線、光電倍增管分壓器及光電倍增管信號線；

17、其中，所述光電倍增管電源線與所述光電倍增管連接，所述光電倍增管電源線用于傳遞輸入至所述光電倍增管的供電電壓；

18、所述光電倍增管分壓器與所述光電倍增管連接，所述光電倍增管分壓器為輸入至所述光電倍增管的供電電壓進行分壓；

19、所述光電倍增管信號線與所述光電倍增管連接，所述光電倍增管信號線用于傳輸所述光電倍增管輸出的電信號。

20、在一實施例中，所述探測器部分還包括：后蓋和第二3d打印管狀固定結構；

21、其中，所述后蓋與所述第二3d打印管狀固定結構連接，所述后蓋用于保護所述探測器部分，并為所述光電倍增管電源線及所述光電倍增管信號線提供出口；

22、所述第二3d打印管狀固定結構與所述探測器部分的金屬管殼連接，所述第二3d打印管狀固定結構用于固定所述光電倍增管。

23、一種便攜式單光子光源發射器裝置的使用方法，所述方法包括以下步驟：

24、利用所述光電倍增管信號線輸出的電信號，檢測所述單光子光源信號的輸出狀態；

25、根據所述單光子光源信號的輸出狀態，調整對應的光源調節參數；

26、根據所述光源調節參數的調整結果，輸出穩定的單光子光源信號。

27、在一實施例中，所述利用所述光電倍增管信號線輸出的電信號，檢測所述單光子光源信號的輸出狀態的步驟，還包括：

28、通過所述發光二極管電源線對所述發光二極管進行供電，所述發光二極管輸出不穩定的單光子光源信號；

29、通過所述光電倍增管電源線對所述光電倍增管進行供電，并將所述光電倍增管信號線接至示波器的輸入端，以觀察所述光電倍增管信號線輸出的電信號的波形；

30、根據所述示波器上顯示的波形，判斷所述電信號對應的單光子光源信號的輸出狀態是否穩定。

31、在一實施例中，所述根據所述示波器上顯示的波形，判斷所述電信號對應的單光子光源信號的輸出狀態是否穩定的步驟，還包括：

32、在所述示波器上的電信號的波形出現次數為預設次數，且信號幅度在預設區間內時，確定所述發射器裝置輸出的單光子光源信號處在穩定的輸出狀態。

33、在一實施例中，所述根據所述單光子光源信號的輸出狀態，調整對應的光源調節參數的步驟，還包括：

34、根據所述單光子光源信號對應的輸出波形，調整所述光源部分的電壓參數、所述前偏振片與所述后偏振片之間的角度參數和所述球閥的開合度參數。

35、本技術提供的上述一個或多個技術方案，可以具有如下優點或至少實現了如下技術效果：

36、本技術公開一種便攜式單光子光源發射器裝置及使用方法，涉及量子信息技術領域。該裝置主要包括光源部分、探測器部分和裝置外殼部分；所述光源部分包括發光二極管、偏振片和球閥；所述探測器部分包括光電倍增管；其中，所述發光二極管用于實現單光子光源信號的產生；所述偏振片與所述球閥連接，所述偏振片用于接收所述單光子光源信號，并對所述單光子光源信號的偏振狀態進行調整；所述球閥與所述光電倍增管連接，所述球閥用于接收偏振狀態調整后的所述單光子光源信號，并對所述單光子光源信號的光強度進行調整；所述光電倍增管用于接收光照強度調整后的所述單光子光源信號，并將所述單光子光源信號轉換為對應的電信號。本技術旨在解決現有技術的設備復雜、使用難度大和成本高的難題，通過光源部分和探測器部分的設計，提高了光源的穩定性和適應性；并使用成本低廉的材料制作整體外殼結構，降低了制備成本，同時還根據輸出信號的波形調整光源調節參數的方法，提高了裝置的實用性和靈活性。