單光子探測(cè)電路設(shè)計(jì)

基于門(mén)控制模式的雪崩抑制方法,對(duì)工作波長(zhǎng)為1.31μm的單光子探測(cè)器件InGaAs/InP雪崩光電二極管的高壓電源和單光子信號(hào)檢測(cè)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)中所涉及的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析。在此背景下,出現(xiàn)了以超導(dǎo)單光子探測(cè)器為代表的新型低溫單光子探測(cè)器件,其性能比現(xiàn)有商用單光子探測(cè)器有了本質(zhì)性的提升。通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)脈沖發(fā)生器的單穩(wěn)態(tài)電路等效地實(shí)現(xiàn)了直流電平疊加脈沖的'光子門(mén)',通過(guò)使用跨阻前置放大器和精密比較甄別器等能在一定程度上提高探測(cè)的靈敏度。

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光電探測(cè)器的分類(lèi)與應(yīng)用

光電探測(cè)器能把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這樣，當(dāng)光點(diǎn)從器件一端掃到另一端時(shí)所產(chǎn)生的光生載流子可以同步地累積在一起，并進(jìn)入信號(hào)讀出區(qū)。根據(jù)器件對(duì)輻射響應(yīng)的方式不同或者說(shuō)器件工作的機(jī)理不同，光電探測(cè)器可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是光子探測(cè)器；另一類(lèi)是熱探測(cè)器。光電探測(cè)器件的應(yīng)用選擇，探測(cè)器結(jié)構(gòu)實(shí)際上是應(yīng)用時(shí)的一些事項(xiàng)或要點(diǎn)。在很多要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用中，可采用任何一種光電探測(cè)器件。不過(guò)在某些情況下，選用某種器件會(huì)更合適些。例如，當(dāng)需要比較大的光敏面積時(shí)，可選用真空光電管，因其光譜響應(yīng)范圍比較寬，故真空光電管普遍應(yīng)用于分光光度計(jì)中。當(dāng)被測(cè)輻射信號(hào)微弱、要求響應(yīng)速度較高時(shí)，采用光電倍增管，因?yàn)槠浞糯蟊稊?shù)可達(dá)10^4～10^8以上，這樣高的增益可使其信號(hào)超過(guò)輸出和放大線(xiàn)路內(nèi)的噪聲分量，使得對(duì)探測(cè)器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計(jì)變化。因此，在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測(cè)距和閃爍計(jì)數(shù)等方面，光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。

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什么是單光子計(jì)數(shù)

光本身就是以光子的型式輸出。當(dāng)光信號(hào)很強(qiáng)的時(shí)候，無(wú)數(shù)個(gè)光子同時(shí)到達(dá)探測(cè)器，形成了電流；當(dāng)光信號(hào)很微弱時(shí)，光子就是一個(gè)個(gè)的到達(dá)探測(cè)器，在信號(hào)就會(huì)形成一個(gè)個(gè)光脈沖。如果能夠檢測(cè)光脈沖的到來(lái)，并進(jìn)行光子計(jì)數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱光信號(hào)的測(cè)量。

至于優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，顯然優(yōu)點(diǎn)是能測(cè)很微弱的信號(hào)，缺點(diǎn)是啥就不知道樓主想問(wèn)啥了，能測(cè)弱光，強(qiáng)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(jì)數(shù)器，因?yàn)樵鲆娲蟊容^容易實(shí)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(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可能這幾年技術(shù)進(jìn)步了，用得也多了起來(lái)。

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單光子計(jì)數(shù)器廠(chǎng)家——單光子源的相關(guān)介紹

單光子源是光學(xué)量子信息技術(shù)的核心資源。單光子探測(cè)器可對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行探測(cè)和計(jì)數(shù)，在信號(hào)強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級(jí)的條件下，單光子探測(cè)器的作用十分巨大。一個(gè)好的單光子源需要同時(shí)滿(mǎn)足確定性偏振、高純度、高全同性和率等嚴(yán)苛條件。中國(guó)科大研究組從2013年起一直引ling單光子源的發(fā)展。然而，要實(shí)現(xiàn)好的單光子源，還存在著兩個(gè)懸而未決的難題：一是量子點(diǎn)會(huì)隨機(jī)發(fā)射兩種偏振的光子，二是共振激發(fā)需要消除背景激光。