單光子探測——光譜測量

單光子探測器可以對單個光子進行探測和計數(shù)，在許多可獲得的信號強度僅為幾個光子能量級的新興應用中，單光子探測器可以一展身手。隨著科技的發(fā)展以及技術(shù)與應用需求的不斷提高，具備低擾動、高計數(shù)速率、低暗計數(shù)率特性，并且能夠敏感探測從可見光到紅外光波段的單光子探測器成為研究熱點。利用單光子探測技術(shù)，可極大提高光譜測量的靈敏度和準確性，靈敏度提高3-4個數(shù)量級，可實現(xiàn)對微量物質(zhì)成分的光譜分析，使化學成分檢測和安全檢查等系統(tǒng)達到超高靈敏度。

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光子型探測器的材料

北京和力達科技有限公司，主營極弱光檢測，單光子探測器，熒光壽命分析儀，激光驅(qū)鳥器等，今天為您帶來光子型探測器的文章。

三元合金半導體碲鎘(Hg1-xCdxTe)是一種有重要應用價值的探測器材料，它的禁帶寬度隨組成而變化。調(diào)節(jié)x值，可將探測器的峰值響應波長選擇在1～30微米之間任何一個波長上,其中x=0.20左右的材料（相應的探測器峰值響應波長在 8～13微米）。碲鎘材料還具有介電常數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，電子遷移率高等優(yōu)點，適宜于制作、多用途和新穎結(jié)構(gòu)的光子型探測器。光電探測器光電探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導率發(fā)生改變。掃積型光子探測器就是以碲鎘材料為優(yōu)選材料做成的新穎結(jié)構(gòu)的光子探測器。器件所接受的光照是一個自左向右掃描的光點。器件兩端加以偏置電壓。當照射在某一位置上的光點激發(fā)出光生載流子后，這些載流子即在偏置電壓的驅(qū)動下向信號讀出區(qū)作漂移運動。選擇光點掃描速度，使它嚴格等于光生載流子的遷移速度。這樣，當光點從器件一端掃到另一端時所產(chǎn)生的光生載流子可以同步地累積在一起，并進入信號讀出區(qū)。與光電導探測器相似，形成電信號。掃積型探測器的偏置電壓要足夠大，使載流子在漂移過程中來不及復合，也來不及擴散。器件不能過長，一般只相當于含10～20單元的線列器件的長度。

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單光子探測技術(shù)

入射的光子信號打到光電倍增器件上產(chǎn)生光電子，然后經(jīng)過倍增系統(tǒng)倍增產(chǎn)生電脈沖信號，稱為單光子脈沖。脈沖幅度較小的脈沖是探測器噪聲；脈沖幅度較大的是單光電子峰。 為鑒別電平，用它來把高于 的脈沖鑒別輸出，從而實現(xiàn)單光子計數(shù)。

單光子探測技術(shù)普遍用于通信，量子信息，熒光和拉曼光譜學等領域，特別是量子信息技術(shù)和微光探測技術(shù)關(guān)鍵的器件之一。

什么是單光子計數(shù)

光本身就是以光子的型式輸出。當光信號很強的時候，無數(shù)個光子同時到達探測器，形成了電流；當光信號很微弱時，光子就是一個個的到達探測器，在信號就會形成一個個光脈沖。如果能夠檢測光脈沖的到來，并進行光子計數(shù)，就可以實現(xiàn)對微弱光信號的測量。

至于優(yōu)點和缺點，顯然優(yōu)點是能測很微弱的信號，缺點是啥就不知道樓主想問啥了，能測弱光，強光自然就不太行了，很容易飽和。

以前主要用光電倍增管做光子計數(shù)器，因為增益大比較容易實現(xiàn)，但是量子效率低；用雪崩二極管量子，但是增益比較低，比較難實現(xiàn)，當然也可能這幾年技術(shù)進步了，用得也多了起來。