JP3855049B2

JP3855049B2 - Single photon detector and its afterpulse elimination method

Info

Publication number: JP3855049B2
Application number: JP2002089887A
Authority: JP
Inventors: 明男吉澤; 良作鍛治
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003282933A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一光子検出を必要とする光通信・情報処理分野（量子暗号等）、レーザーライダー等の極微弱光検出を必要とする光応用計測分野、等で必要となる単一光子検出装置およびその出力処理方法に関し、特に、単一光子検出装置およびそのアフターパルス除去方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
アフターパルスは、アバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出器に顕著な雑音で、出力検出の誤動作の原因になる。アフターパルスは光子検出直後に発生する確率が高く、時間の経過とともに発生確率は低下する。光子検出直後からアフターパルスが発生し時間の経過とともに漸減して行くが、この間に、単一光子検出器は、光子が存在しない時刻に誤ってアフターパルスを検出し、光子検出時刻として記録してしまう。
【０００３】
簡単のため、光子パルス列が通信路（光ファイバー等）を経由して光子検出器に入射する場合を考える。予め設定した検出予定時刻に単一光子検出器を動作させると、通信路が透明で、且つ、単一光子検出器の量子効率が１の場合、単一光子検出器は全ての光子を検出する。従って、検出予定時刻と検出時刻は一致する。
しかしながら、一般に、通信路には損失があり、この場合、光子が単一光子検出器に入射する前に損失を受けて消えてしまうこともある。更に、現状の技術レベルでは量子効率を１とすることは非常に困難であり、光子が入射したにもかかわらず単一光子検出器が検出時刻を記録しないことも度々ある。
【０００４】
図１に検出予定時刻をＴｉ、ｉ＝１、２、３、…、１２として、１２本のパルス列に対して２個の光子が検出された場合を考える。但し、どのパルスに光子が含まれるかは確率的で、検出前に２個の光子の検出時刻を正確に予言することはできない。
図１（ａ）は検出予定時刻を示す図であり、所定周期のＴ０〜Ｔ１２が検出予定時刻である。図１（ａ）では、一例として、Ｔ３とＴ９を検出時刻とした。黒丸は光子を表す。
【０００５】
検出は、理想的には、光子が単一光子検出器に入射するタイミング、即ち、図１（ｂ）に示す検出時刻Ｔ３とＴ９に検出することである。
しかし、アフターパルスの発生確率は光子検出直後が最も高く、図１（ｃ）に示すように、検出予定時刻Ｔ３およびＴ９の後のタイミングＴ４とＴ１１でアフターパルスが発生すると単一光子検出器が誤って検出して結局誤動作することがある。このため、アフターパルス発生により単一光子検出器は、本来、光子が存在しない時刻を誤って検出時刻として記録してしまうので、アフターパルスの発生を未然に防止、又は、発生したアフターパルスを除去して検出時刻を修正するための手法が必要になる。
【０００６】
従来の技術を示す学術論文ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓＶｏｌｕｍｅ３５、Ｎｕｍｂｅｒ１２、ｐ．１９５６（発行年１９９６）は、図２（ａ）に示すように光子検出後、予め設定した時間（休止時間）、単一光子検出器を休止させて、アフターパルスの発生頻度が十分に低くなった時点から動作を再開させることによりアフターパルスの発生を防止するものであった。ここで、「休止時間」と本発明で使用する「基準値」は、共に、「アフターパルスの発生が無視できる程度の時間」に相当する量であるが、本発明では単一光子検出器を休止させることがないため「休止時間」の代わりに「基準値」とした。
【０００７】
尚、後記する本発明で提案するアフターパルス除去方法は「発生したアフターパルスを除去する手法」であり、従来技術の電子回路のように「アフターパルスの発生を防止する手法」（所定時間検出を行わない手法）ではない。また、本発明は除去のための計算アルゴリズムを対象としており、電子回路でアフターパルスの発生を未然に防止する手法とは原理的に異なる。
【０００８】
【本発明が解決しようとする問題】
図３は従来の単一光子検出器の休止・再開を実現する電子回路の一例である。但し、休止時間の調整は時定数回路Ｒｓ１、Ｒｓ２において遅延線等の電子部品で行われるため、一度設定すると再調整は難しい。また、休止時間を電子回路が持つ固有の信号遅延時間よりも短く設定することもできない。
これに対して、アフターパルス発生確率の時間依存性は受光素子であるアバランシェフォトダイオードの動作温度や動作電圧に大きく依存するため休止時間は常に調整できる方が望ましい。
【０００９】
更に、アバランシェフォトダイオードは素子間でも微妙に特性が異なるため、図３中のコンデンサーの容量や抵抗値を個々の素子に対して最適化する必要があり、電子回路によるアフターパルス発生防止法は非常に煩雑である。
本発明の目的は、上記従来例の問題点に鑑み、休止時間に相当する基準値の設定変更、発生したアフターパルスの除去を簡単、容易に行うことができる単一光子検出器およびそのアフターパルス除去方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）アフターパルス除去方法において、アバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出手段が光子を検出するステップ、制御手段が、すべての光子及びアフターパルスを記録できる任意時間間隔の検出時刻を記憶し、直前の光子検出時刻との時間差を単一光子検出手段の動作条件や素子特性に応じて任意に調整する基準値よりも長い検出時刻のみを有効と判断するステップから構成されることを特徴とする。
（２）上記（１）記載のアフターパルス除去方法において、制御手段が、検出予定時刻を予め設定し、検出予定時刻でのみ前記単一光子検出器を動作させるように設定するステップから構成されることを特徴とする。
【００１１】
（３）上記（１）または（２）記載のアフターパルス除去方法において、請求項１または２記載のアフターパルス除去方法において、計時手段が、単一光子検出手段の検出時刻を計時するステップから構成されることを特徴とする。
（４）上記（１）乃至（３）記載のアフターパルス除去方法において、制御手段が、基準値をアフターパルスの発生が無視できる時間程度に設定するステップから構成されることを特徴とする。
【００１２】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか１項記載のアフターパルス除去方法において、制御手段が、前記基準値を検出時刻とともに設定し、直前の検出時刻との時間差が基準値以上となる検出時刻のみを有効と判断して、そのときの光子検出値を記憶手段に格納するステップから構成されることを特徴とする。
（６）アバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出器を備えた単一光子検出装置において、光子及びアフターパルスを記録できる任意時間間隔の検出時刻を設定し、該検出時刻に基づいて光子を検出した光子検出時刻を記録し、直前の検出時刻との時間差を単一光子検出手段の動作条件や素子特性に応じて任意に調整する基準値よりも長い検出時刻のみを有効と判断する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的な実施の形態について以下詳細に説明する。
本発明の単一光子検出装置は、アバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出手段を設け、該単一光子検出器のアフターパルス除去のための計算アルゴリズムを実行しその演算結果をもとに所定の制御を行い所定の入出力機器（Ｉ／Ｏ）に出力するマイクロコンピュータからなる制御手段を設け、該制御手段はＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェースを備え、検出予定時刻が該制御手段の記憶手段に予め格納され、検出予定時刻でのみ該単一光子検出手段が動作するように設定され、検出予定時刻に光子が間違えなく検出されたことを確認するために検出時刻の計時手段を設けて構成する。
【００１４】
アフターパルス除去のための計算アルゴリズムは、検出時刻を光子およびアフターパルスも含めて全て記録した後、直前の光子検出時刻との時間差が予め設定した基準値よりも長い検出時刻のみを記憶装置に再格納する。これは、最初に光子が検出され、次にアフターパルスが検出されるという順番になっているので、測定期間内の最初の光子時刻の次の検出時刻がアフターパルスの発生と極めて深い関係にあるためである。そこで前記基準値をアフターパルスの発生が無視できる時間程度遅れた時刻に設定する。
【００１５】
（実施例）
図４は本発明の単一光子検出手段を備えた単一光子検出装置の構成図である。図４の装置は、光子検出を行う単一光子検出器からなる単一光子検出手段１、計時手段として用いる時計２、単一光子検出器のアフターパルス除去のための計算アルゴリズムを実行しその演算結果をもとに所定の制御を行い所定の入出力機器（Ｉ／Ｏ）に出力するマイクロコンピュータからなる制御手段３からなり、該制御手段は（図示しない）ＣＰＵ、メモリからなる記憶手段４、（図示しない）Ｉ／Ｏインターフェースを備える。前記記憶手段４には検出予定時刻、及び、基準値が予め格納されている。
【００１６】
（動作）
制御手段３は記憶手段４に格納された検出予定時刻を参照して、単一光子検出手段１を検出予定時刻でのみ動作させる。検出予定時刻に光子が間違えなく検出されたことを確認するために単一光子検出手段１の出力を計時手段２で計測した検出時刻を記憶手段４に格納する。全ての測定が終了するまで、検出時刻を記憶手段４に格納し続ける。測定終了後、アフターパルス除去のための計算アルゴリズムを制御手段３で実行し、アフターパルスの発生ではないと判断した検出時刻を記憶手段４に再格納する。
【００１７】
（計算アルゴリズム）
図５は計算アルゴリズムのフローチャートである。
（ステップ１）計算アルゴリズムを開始する。
（ステップ２）基準値Ｔａｐを入力する。基準値はアフターパルスの発生が無視できる程度の時間であるが、動作条件や素子特性に応じて任意に調整することができる。
（ステップ３）記憶手段４に格納されたｎ個の検出時刻データに対してＴｉ、ｉ＝１、２、３、…、ｎを割り当てる作業を行う。尚、検出時刻データは検出時刻の早いものからＴｉに割り当てられる。
【００１８】
（ステップ４）使用する変数ｉ、ｊに零を代入して初期化を行う。
（ステップ５）変数ｉを１増加する。
（ステップ６）検出時刻Ｔｉ＋１に対して直前の検出時刻Ｔｉとの時間差がステップ２で設定した基準値Ｔａｐよりも長い場合、ＹＥＳ、短い場合ＮＯとする条件文を実行する。ＹＥＳの場合、直前の検出時刻との時間差が予め設定した基準値Ｔａｐよりも長い検出時刻となり有効となる。
（ステップ７）変数ｊを１増加してステップ６で有効とされた検出時刻Ｔｉ＋１をＴｊに代入する。
【００１９】
（ステップ８）変数ｉ＋１が検出時刻データの総数ｎと一致するか否かを判定する。一致する場合（ＹＥＳ）、検出時刻データはこれ以上ないのでステップ９へ移動する。一致しない場合（ＮＯ）、検出時刻データがまだ残っているのでステップ５へ戻って一連の作業を繰り返す。
（ステップ９）ステップ６で直前の検出時刻との時間差が予め設定した基準値よりも長い検出時刻のみがＴｉ、ｉ＝１、２、３、…、ｊに代入されているのでこれを記憶手段４に再格納させる。このとき、ｊはステップ６で有効とされた検出時刻の総数である。
（ステップ１０）全ての作業が終了し、計算アルゴリズムを終了する。
【００２０】
図１に示したアフターパルスを除去するために上記アルゴリズムを適用した結果を図６に示す。
図６（ａ）は検出予定時刻を示し、図６（ｂ）はアフターパルスを含む検出信号を示し、図６（ｃ）はアフターパルスの除去に成功した本発明の検出信号を示す図である。
本発明のアフターパルス除去方法を適用すれば図６（ｃ）に示すようにアフターパルスは完全に除去される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、アバランシェフォトダイオードを受光素子とするアフターパルス除去方法として、発生したアフターパルスの除去を簡単、容易に行うことができる。また、電子回路による従来例の休止時間に相当する基準値の設定変更も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アフターパルスの説明図である。
【図２】従来の電子回路によるアフターパルス発生防止の説明図である。
【図３】従来の電子回路の構成図である。
【図４】本発明のアフターパルス除去装置の構成図である。
【図５】本発明のアフターパルス除去方法のフローチャートである。
【図６】本発明によるアフターパルス除去の説明図である。
【符号の説明】
１単一光子検出手段
２計時手段
３制御手段
４制御手段内部の記憶手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides single photon detection required in the fields of optical communication and information processing (quantum cryptography, etc.) that require single photon detection, optical applied measurement fields that require extremely weak light detection, such as laser lidar, etc. More particularly, the present invention relates to a single photon detection device and an afterpulse removal method thereof.
[0002]
[Prior art]
The after pulse is a remarkable noise in a single photon detector using an avalanche photodiode as a light receiving element, and causes a malfunction of output detection. Afterpulses have a high probability of occurring immediately after photon detection, and the probability of occurrence decreases with time. The after pulse is generated immediately after photon detection and gradually decreases with time.In the meantime, the single photon detector detects the after pulse by mistake at the time when there is no photon, and records it as the photon detection time. End up.
[0003]
For simplicity, consider a case where a photon pulse train enters a photon detector via a communication path (such as an optical fiber). When the single photon detector is operated at a preset scheduled detection time, the single photon detector detects all photons when the channel is transparent and the quantum efficiency of the single photon detector is 1. . Therefore, the scheduled detection time matches the detection time.
However, in general, there is a loss in the communication path, and in this case, the photon may be lost and disappear before entering the single photon detector. Furthermore, it is very difficult to set the quantum efficiency to 1 at the current technical level, and even when a photon is incident, the single photon detector often does not record the detection time.
[0004]
Consider a case where two photons are detected for twelve pulse trains in FIG. 1, assuming that the scheduled detection time is Ti, i = 1, 2, 3,. However, which pulse contains a photon is probabilistic, and the detection time of two photons cannot be accurately predicted before detection.
FIG. 1A shows the scheduled detection time, and T0 to T12 of a predetermined cycle are the scheduled detection time. In FIG. 1A, as an example, T3 and T9 are set as detection times. A black circle represents a photon.
[0005]
The detection is ideally performed at the timing when the photon enters the single photon detector, that is, at detection times T3 and T9 shown in FIG.
However, the after-pulse occurrence probability is highest immediately after photon detection. As shown in FIG. 1C, when the after-pulse occurs at the timings T4 and T11 after the scheduled detection times T3 and T9, the single-photon detector Incorrect detection may eventually result in malfunction. For this reason, the single photon detector inherently erroneously records the time when no photon is present as the detection time due to the generation of the after pulse, thus preventing the generation of the after pulse or removing the generated after pulse. Thus, a method for correcting the detection time is required.
[0006]
Academic papers showing conventional techniques Applied Optics Volume 35, Number 12, p. In 1956 (issue year 1996), as shown in FIG. 2A, after the photon detection, the single photon detector is paused for a preset time (pause time), and the frequency of afterpulses is sufficiently low. The generation of after-pulses was prevented by restarting the operation from the point of time. Here, both the “pause time” and the “reference value” used in the present invention are amounts corresponding to “the time when generation of afterpulses can be ignored”, but in the present invention, a single photon detector is used. Since there is no pause, “reference value” was used instead of “pause time”.
[0007]
The after-pulse removal method proposed in the present invention to be described later is a “method for removing the generated after pulse”, and “a method for preventing the generation of the after-pulse” (detection for a predetermined time as in the conventional electronic circuit). This is not a technique that is not performed. Further, the present invention is directed to a calculation algorithm for removal, and is fundamentally different from a technique for preventing after-pulse generation in an electronic circuit.
[0008]
[Problems to be solved by the present invention]
FIG. 3 shows an example of an electronic circuit that realizes a pause / resumption of a conventional single photon detector. However, since the adjustment of the pause time is performed by electronic components such as a delay line in the time constant circuits Rs1 and Rs2, it is difficult to readjust once it is set. Also, the pause time cannot be set shorter than the inherent signal delay time of the electronic circuit.
On the other hand, since the time dependency of the after-pulse generation probability greatly depends on the operating temperature and operating voltage of the avalanche photodiode as the light receiving element, it is desirable that the pause time can be adjusted at all times.
[0009]
Furthermore, since avalanche photodiodes have slightly different characteristics between elements, it is necessary to optimize the capacitance and resistance value of the capacitor in FIG. 3 for each element. It is complicated.
An object of the present invention is to provide a single photon detector capable of easily and easily changing a setting of a reference value corresponding to a pause time and removing a generated after pulse in view of the problems of the conventional example and the after pulse thereof. It is to provide a removal method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
(1) In the afterpulse removal method, the step of detecting photons by a single photon detection means using an avalanche photodiode as a light receiving element, and the control means store detection times at arbitrary time intervals that can record all photons and afterpulses. And a step of judging that only a detection time longer than a reference value for which the time difference from the immediately preceding photon detection time is arbitrarily adjusted according to the operating conditions and element characteristics of the single photon detection means is valid. And
(2) In the afterpulse elimination method according to (1), the control unit includes a step of setting a scheduled detection time in advance and setting the single photon detector to operate only at the scheduled detection time. It is characterized by that.
[0011]
(3) In the afterpulse removal method according to (1) or (2), the afterpulse removal method according to claim 1 or 2, wherein the time measuring means includes a step of measuring the detection time of the single photon detecting means. It is characterized by being.
(4) In the after-pulse removal method according to (1) to (3), the control means includes a step of setting the reference value to a time at which generation of the after-pulse can be ignored.
[0012]
(5) In the afterpulse elimination method according to any one of (1) to (4), the control unit sets the reference value together with the detection time, and a time difference from the immediately preceding detection time is equal to or greater than the reference value. Only the detection time is determined to be valid, and the photon detection value at that time is stored in the storage means.
(6) In a single photon detection device including a single photon detector using an avalanche photodiode as a light receiving element, a detection time at an arbitrary time interval in which a photon and an after pulse can be recorded is set, and a photon is generated based on the detection time. Control that records only the detection time longer than a reference value that arbitrarily adjusts the time difference from the previous detection time according to the operating conditions and element characteristics of the single photon detection means Means are provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A basic embodiment of the present invention will be described in detail below.
The single photon detection device of the present invention is provided with single photon detection means using an avalanche photodiode as a light receiving element, executes a calculation algorithm for removing an after pulse of the single photon detector, and based on the calculation result. Is provided with a control means comprising a microcomputer for performing predetermined control and outputting to a predetermined input / output device (I / O), the control means comprising a CPU, a memory, and an I / O interface, and the scheduled detection time is indicated by the control means. Is stored in advance in the storage means, and the single photon detection means is set to operate only at the scheduled detection time, and the detection time timing means is used to confirm that the photons are detected without mistake at the scheduled detection time. Provide and configure.
[0014]
The calculation algorithm for afterpulse removal records all detection times including photons and afterpulses, and then re-stores only detection times whose time difference from the previous photon detection time is longer than a preset reference value in the storage device. Store. This is the order in which photons are first detected and then afterpulses are detected, so that the detection time next to the first photon time within the measurement period has a very close relationship with the generation of afterpulses. Because. Therefore, the reference value is set to a time delayed by a time that the generation of the after pulse can be ignored.
[0015]
(Example)
FIG. 4 is a block diagram of a single photon detection apparatus provided with the single photon detection means of the present invention. The apparatus of FIG. 4 executes a calculation algorithm for performing single-photon detection means 1 comprising a single-photon detector for performing photon detection, a clock 2 used as a time measuring means, and afterpulse removal of the single-photon detector. The control means 3 is composed of a microcomputer that performs predetermined control based on the result and outputs the result to a predetermined input / output device (I / O). The control means includes a CPU (not shown), a storage means 4 including a memory, An I / O interface (not shown) is provided. The storage means 4 stores a scheduled detection time and a reference value in advance.
[0016]
(Operation)
The control means 3 refers to the scheduled detection time stored in the storage means 4 and operates the single photon detection means 1 only at the scheduled detection time. In order to confirm that the photons are detected without mistake at the scheduled detection time, the detection time obtained by measuring the output of the single photon detection means 1 by the time measuring means 2 is stored in the storage means 4. The detection time is continuously stored in the storage unit 4 until all measurements are completed. After the measurement is completed, a calculation algorithm for removing the after pulse is executed by the control means 3, and the detection time determined to be no occurrence of the after pulse is stored again in the storage means 4.
[0017]
(Calculation algorithm)
FIG. 5 is a flowchart of the calculation algorithm.
(Step 1) The calculation algorithm is started.
(Step 2) A reference value Tap is input. The reference value is a time that allows generation of afterpulses to be ignored, but can be arbitrarily adjusted according to operating conditions and device characteristics.
(Step 3) The operation of assigning Ti, i = 1, 2, 3,..., N to the n detection time data stored in the storage means 4 is performed. The detection time data is assigned to Ti from the earliest detection time.
[0018]
(Step 4) Initialization is performed by substituting zero into variables i and j to be used.
(Step 5) The variable i is incremented by one.
(Step 6) If the time difference between the detection time Ti + 1 and the previous detection time Ti is longer than the reference value Tap set in step 2, a conditional statement is executed, which is YES, and NO if it is shorter. In the case of YES, the time difference from the immediately preceding detection time becomes longer than the preset reference value Tap, and becomes effective.
(Step 7) The variable j is incremented by 1, and the detection time Ti + 1 validated in Step 6 is substituted for Tj.
[0019]
(Step 8) It is determined whether or not the variable i + 1 matches the total number n of detection time data. If they match (YES), there is no more detection time data, so the process moves to step 9. If they do not match (NO), detection time data still remains, so the process returns to step 5 to repeat a series of operations.
(Step 9) Since only the detection time whose time difference from the previous detection time in Step 6 is longer than the reference value set in advance is substituted for Ti, i = 1, 2, 3,. 4 is stored again. At this time, j is the total number of detection times validated in step 6.
(Step 10) All the operations are finished, and the calculation algorithm is finished.
[0020]
FIG. 6 shows the result of applying the above algorithm to remove the after pulse shown in FIG.
FIG. 6 (a) shows the scheduled detection time, FIG. 6 (b) shows a detection signal including an after pulse, and FIG. 6 (c) shows a detection signal of the present invention that has succeeded in removing the after pulse. .
If the afterpulse removal method of the present invention is applied, afterpulses are completely removed as shown in FIG.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention can easily and easily remove the generated after pulse as an after pulse removing method using an avalanche photodiode as a light receiving element. In addition, it is possible to easily change the setting of the reference value corresponding to the pause time of the conventional example by an electronic circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an after pulse.
FIG. 2 is an explanatory diagram of prevention of after-pulse generation by a conventional electronic circuit.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional electronic circuit.
FIG. 4 is a configuration diagram of an after-pulse removing device of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of an afterpulse removal method of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of afterpulse removal according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single photon detection means 2 Time measuring means 3 Control means 4 Storage means inside control means

Claims

アバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出手段が光子を検出するステップ、制御手段が、すべての光子及びアフターパルスを記録できる任意時間間隔の検出時刻を記憶し、直前の光子検出時刻との時間差を単一光子検出手段の動作条件や素子特性に応じて任意に調整する基準値よりも長い検出時刻のみを有効と判断するステップから構成されることを特徴とするアフターパルス除去方法。 The step of detecting photons by a single photon detection means using an avalanche photodiode as a light receiving element, the control means stores the detection time at an arbitrary time interval in which all photons and afterpulses can be recorded, and the previous photon detection time. An after-pulse removal method comprising the step of judging that only a detection time longer than a reference value that is arbitrarily adjusted according to an operating condition and element characteristics of a single photon detection means is valid.

請求項１記載のアフターパルス除去方法において、制御手段が、検出予定時刻を予め設定し、検出予定時刻でのみ前記単一光子検出器を動作させるように設定するステップから構成されることを特徴とするアフターパルス除去方法。 2. The after-pulse removal method according to claim 1, wherein the control means includes a step of presetting a scheduled detection time and setting the single photon detector to operate only at the scheduled detection time. Afterpulse removal method.

請求項１または２記載のアフターパルス除去方法において、計時手段が、単一光子検出手段の検出時刻を計時するステップから構成されることを特徴とするアフターパルス除去方法。 3. The after-pulse removing method according to claim 1, wherein the time counting means comprises a step of measuring the detection time of the single photon detecting means.

請求項１乃至３のいずれか１項記載のアフターパルス除去方法において、制御手段が、基準値をアフターパルスの発生が無視できる時間程度に設定するステップから構成されることを特徴とするアフターパルス除去方法。 4. The after-pulse removal method according to claim 1, wherein the control means includes a step of setting the reference value to a time at which generation of the after-pulse can be ignored. Method.

請求項１乃至４のいずれか１項記載のアフターパルス除去法において、制御手段が、前記基準値を検出時刻とともに設定し、直前の検出時刻との時間差が基準値以上となる検出時刻のみを有効と判断して、そのときの光子検出値を記憶手段に格納するステップから構成されることを特徴とするアフターパルス除去方法。 5. The after-pulse removal method according to claim 1, wherein the control unit sets the reference value together with the detection time, and only the detection time at which the time difference from the immediately preceding detection time is equal to or greater than the reference value is valid. And a step of storing the photon detection value at that time in the storage means.

光子及びアフターパルスを記録できる任意時間間隔の検出時刻を設定し、該検出時刻に基づいて光子を検出した光子検出時刻を記録し、直前の検出時刻との時間差を単一光子検出手段の動作条件や素子特性に応じて任意に調整する基準値よりも長い検出時刻のみを有効と判断する制御手段を備えたことを特徴とするアバランシェフォトダイオードを受光素子とする単一光子検出器を備えた単一光子検出装置。 Set the detection time at an arbitrary time interval that can record photons and afterpulses, record the photon detection time when the photon is detected based on the detection time, and set the time difference from the previous detection time as the operating condition of the single photon detection means And a single photon detector comprising a single photon detector having an avalanche photodiode as a light receiving element, characterized by comprising control means for judging that only a detection time longer than a reference value arbitrarily adjusted according to element characteristics is effective. One-photon detector.