1.5 ${mu}m$ 통신파장 대역 단일광자의 효율적인 측정을 위해서 PPLN WG(periodically poled $LiNbO_3$ waveguide)에서 준위상정합을 이용한 합주파수 생성에 의한 주파수 상향변환 검출기를 구성하고 검출 효율, 잡음 계수 및 타이밍 지터를 측정하였다. 974 nm에서 발진하는 펌프광의 세기가 300 mW일 때 최대 검출효율이 약 7%, 잡음 계수율은 약 480 kHz로 측정되었다. 피코초펄스 레이저를 이용한 자발적 매개하향변환에서 발생한 펄스형 단일광자 신호를 이용하여 측정된 주파수 상향변환 검출기의 최소 타이밍 지터는 약 39.1 ps였다. 또한 아주 좁은 동시계수 시간 폭으로 펄스형의 주파수 상향변환된 단일광자를 측정하면 잡음의 효과를 최소화할 수 있고, 신호대 잡음비의 특성을 최대로 높일 수 있다.
We present a low jitter frequency up-conversion detector based on quasi-phase matched sum frequency generation in a periodically poled $LiNbO_3$ waveguide for efficient single-photon detection at 1.5 ${mu}m$ telecommunication wavelengths. The maximum detection efficiency and the noise count rate using the pump power of 300 mW and the pump wavelength of 974 nm are about 7% and 480 kHz, respectively. We also characterize the timing jitter of the frequency up-conversion detector by analyzing the time distribution of the detection outputs for photons generated through a picosecond pump pulsed spontaneous parametric downconversion. The minimum timing jitter was measured to be about 39.1 ps. Coincidence measurement with a narrow time window for pulsed up-conversion photons can eliminate the unwanted noise counts and maximize signal to noise ratio.
