單光子探測(cè)原理

單光子探測(cè)將單光子激發(fā)的單個(gè)光電子信號(hào)放大，通過(guò)脈沖甄別和數(shù)字計(jì)數(shù)等技術(shù)識(shí)別提取極弱光電子信號(hào)，達(dá)到光電探測(cè)的超靈敏極限。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：一類是光子探測(cè)器。率單光子測(cè)控由于其巨大科研價(jià)值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年國(guó)際上活躍的前沿領(lǐng)域之一，不僅是現(xiàn)代信息科學(xué)、精密測(cè)量、量子技術(shù)、超靈敏探測(cè)等高新技術(shù)的迫切需要，其自身迅猛發(fā)展帶來(lái)了系列化原理和概念的突破，已形成一個(gè)新學(xué)科分支：?jiǎn)喂庾訙y(cè)控物理學(xué)，表面等離子激元學(xué)、紅外光子學(xué)等以及相關(guān)高新技術(shù)發(fā)展。

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單光子探測(cè)電路設(shè)計(jì)

基于門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。光子型探測(cè)器原理光子型探測(cè)器利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測(cè)器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。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',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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什么是光子

光量子，簡(jiǎn)稱光子（photon），是傳遞電磁相互作用的基本粒子，在1905年由愛(ài)因斯坦提出，1926年由美國(guó)物理化學(xué)家吉爾伯特·路易斯正式命名。 光子是電磁輻射的載體，而在量子場(chǎng)論中光子被認(rèn)為是電磁相互作用的媒介子。同時(shí)，分析結(jié)果表明：QDRTD單光子探測(cè)器在光子響應(yīng)、暗電流、波長(zhǎng)選擇等多個(gè)方面都具備很好的特性，具有廣闊的應(yīng)用前景。光子靜止質(zhì)量為零。光子以光速運(yùn)動(dòng)，并具有能量、動(dòng)量、質(zhì)量。

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多通道單光子探測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

和力達(dá)科技專業(yè)生產(chǎn)、銷售單光子探測(cè)器，我們?yōu)槟治鲈摦a(chǎn)品的以下信息。

單光子探測(cè)器是一種超靈敏的光電轉(zhuǎn)換器件,可以檢測(cè)光的微小能量單位-即單個(gè)光子。單光子探測(cè)器在微弱熒光檢測(cè)、天文觀測(cè)、量子通信、遙感等研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但是,由于白光背景干擾,使得傳統(tǒng)的單光子探測(cè)器極易發(fā)生飽和甚至損壞。并且,強(qiáng)背景光計(jì)數(shù)使探測(cè)系統(tǒng)的信噪比急劇惡化,無(wú)法有效甄別信號(hào)光子。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(diǎn)，適宜于制作高性能、多用途和新穎結(jié)構(gòu)的光子型探測(cè)器。白光噪聲在激光通信和測(cè)繪應(yīng)用中尤為突出,成為限制單光子探測(cè)技術(shù)在這些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。雖然,硅-雪崩二極管(SiAPD)單光子探測(cè)器發(fā)展成熟,在400-1000nm波段有良好的探測(cè)性能,但是仍舊存在飽和計(jì)數(shù)率低、無(wú)法分辨光子數(shù)、日盲紫外波段探測(cè)效率低等不足,在抑制白光背景方面仍需深入研究。從而有了多通道單光子探測(cè)方法實(shí)現(xiàn)光子數(shù)分辨探測(cè),從而提高探測(cè)系統(tǒng)飽和計(jì)數(shù)率,提高抑制背景噪聲能力。基于FPGA控制的多通道單光子探測(cè)器模塊,將多路SiAPD集中封裝在同一模塊中,通過(guò)FPGA編程控制產(chǎn)生SiAPD主動(dòng)抑制電路所需的抑制和重置邏輯信號(hào),并且通過(guò)FPGA采集計(jì)數(shù)脈沖,完成光子數(shù)分辨探測(cè),從而大幅提高了多通道探測(cè)器的集成性能。另一方面,日盲紫外波段在近地環(huán)境中處于近似暗室環(huán)境,發(fā)展日盲紫外波段單光子探測(cè)技術(shù),有助于消除白光背景噪聲干擾。