Сравнение возможностей гистограмм и метода ранжированных амплитуд при анализе шумов однофотонных детекторов
Перминов Н.С., Смирнов М.А., Нигматуллин Р.Р., Талипов А.А., Моисеев С.А.

Казанский квантовый центр, КНИТУ-КАИ, Казань, Россия,
Казанский физико-технический институт КазНЦ РАН, Казань, Россия,
Кафедра радиоэлектроники и информационно-измерительной техники, КНИТУ-КАИ, Казань, Россия

Аннотация:
Проведен сравнительный анализ возможностей метода гистограмм и метода последовательности ранжированных амплитуд при статистической параметризации работы однофотонного лавинного фотодетектора. Показано, что метод последовательности ранжированных амплитуд содержит в себе всю информацию, которую можно получить с помощью метода гистограмм, а также позволяет дать быстрое достоверное описание темновых отсчетов прибора для короткой (по сравнению с гистограммами) выборки из ~103 точек. Обнаруженные преимущества открывают перспективы внедрения метода последовательности ранжированных амплитуд в программное обеспечение высокочувствительных фотодетекторов.

Ключевые слова:
шум, дискретная статистика, неинвазивный анализ, последовательности ранжированных амплитуд, лавинные фотодиоды.

Цитирование:
Перминов, Н.С. Сравнение возможностей гистограмм и метода ранжированных амплитуд при анализе шумов однофотонных детекторов / Н.С. Перминов, М.А. Смирнов, Р.Р. Нигматуллин, А.А. Талипов, С.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 2. – С. 338-342. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-2-338-342.

Литература:

  1. Zhang, J. Advances in InGaAs/InP single-photon detector systems for quantum communication / J. Zhang, M.A. Itzler, H.  Zbinden, J.W. Pan // Light: Science & Applications. – 2015. – Vol. 4(5). – e286. – DOI: 10.1038/lsa.2015.59.
  2. Cova, S. Trapping phenomena in avalanche photodiodes on nanosecond scale / S. Cova, A. Lacaita, G. Ripamonti // IEEE Electron Device Letters. – 1991. – Vol. 12, Issue 12. – P. 685-687. – DOI: 10.1109/55.116955.
  3. Nigmatullin, R.R. Fluctuation-noise spectroscopy and a “universal” fitting function of amplitudes of random sequences / R.R. Nigmatullin, G. Smith // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. – 2003. – Vol. 320. – P. 291-317. – DOI: 10.1016/S0378-4371(02)01600-X.
  4. Baleanu, D. New trends in nanotechnology and fractional calculus applications / ed. by D. Balanu, Z.B. Güvenç, J.T. Machado. – New York: Springer, 2010. – 397 p. – ISBN: 978-90-481-3292-8.
  5. Nigmatullin, R.R. Strongly correlated variables and existence of a universal distribution function for relative fluctuations / R.R. Nigmatullin // Physics of Wave Phenomena. – 2008. – Vol. 16, Issue 2. – P. 119-145. – DOI: 10.3103/S1541308X08020064.
  6. Smirnov, M.A. Sequences of the ranged amplitudes as a universal method for fast noninvasive characterization of SPAD dark counts / M.A. Smirnov, N.S. Perminov, R.R. Nigmatullin, A.A. Talipov, S.A. Moiseev // Applied Optics. – 2018. – Vol. 57, Issue 1. – P. 57-61. - DOI: 10.1364/AO.57.000057.
  7. Nigmatullin, R.R. Membrane current series monitoring: essential reduction of data points to ?nite number of stable parameters / R.R. Nigmatullin, R.A. Giniatullin, A.I. Skorin­kin // Frontiers in Computational Neuroscience. – 2014. – Vol. 8. - 120. – DOI: 10.3389/fncom.2014.00120.
  8. Nigmatullin, R.R. New methods of complex systems inspection: Comparison of the ADC device in different operating modes / R.R. Nigmatullin, Y.K. Evdokimov, E.S. Denisov, W. Zhang. – In book: Computational Problems in Science and Engineering / ed. by N. Mastorakis, A. Bulucea, G. Tsekouras. – Chap. 9. – Cham, Heidelberg, New York, Dordrecht, London: Springer, 2015. – P. 187-204. – DOI: 10.1007/978-3-319-15765-8_9.
  9. Орлов, Ю.Н. Оптимальное разбиение гистограммы для оценивания выборочной плотности функции распределения нестационарного временного ряда / Ю.Н. Орлов // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2013. – 014. – 26 с.
  10. Спицын, В.Г. Применение вейвлет-преобразования Хаара, метода главных компонент и нейронных сетей для оптического распознавания символов на изображениях в присутствии импульсного шума / В.Г. Спицын, Ю.А. Болотова, Н.Х. Фан, Т.Т.Ч. Буй // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. - С. 249-257. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-249-257.
  11. Умнов, А.В. Исследование метода разреженных представлений для подавления эффекта ложного оконтуривания / А.В. Умнов, А.С. Крылов // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 6. – P. 895-903. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-6-895-903

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20