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博士生丁哲淳关于光子计数光时域反射测量非线性抑制的论文在期刊Journal of Lightwave Technology发表

光子计数光时域反射技术利用单光子探测的高灵敏度与时间分辨能力,在兼顾长探测距离与高空间分辨率方面具有优势。InGaAs/InP单光子雪崩二极管(SPAD)具有技术成熟、成本较低、结构紧凑且易于集成等优势,是推动该技术实用化的重要选择。然而,其较长的死时间会引起探测响应非线性,导致测量曲线失真;常用的弱光、窄门探测方案则面临信噪比与测量效率的限制。本工作中,我们系统研究了探测器的非线性响应,提出了门控探测与动态功率控制相结合的测量方案,通过逐门调节入射光功率,使探测器保持在统一的工作点。同时,提出了兼顾信噪比与门间连续性的参数优化方案,在20 km光纤测量中有效抑制了非线性失真,实现了沿程均匀、平均值为11.77 dB的信噪比,并通过损耗、反射事件测量及与商用仪器的对比,验证了方案的准确性与鲁棒性。并且该方案支持探测脉冲峰值功率提高至商业OTDR水平,其动态范围理论上可进一步提升至24.4 dB。这一方案提高了基于SPAD的光子计数光时域反射技术在长距离光纤检测与传感中的实用性。

该工作于2026年10月15日以“Nonlinearity Mitigation in SPAD-Based PC-OTDR Using Gated Detection With Dynamic Power Control”为题发表在期刊Journal of Lightwave Technology上,博士生丁哲淳为论文第一作者,孙茜子老师(北京量子信息科学研究院)和张巍老师为论文通讯作者。(论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/11663403)

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2026年10月19日

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