單光子探測儀的介紹

單光子探測技術(shù)，是近些年剛剛起步的一種新式光電探測技術(shù)，其原理是利用新式光電效應(yīng)，可對入射的單個光子進(jìn)行計數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對極微弱目標(biāo)信號的探測。單光子探測是一種極微弱光探測法，它所探測的光的光電流強(qiáng)度比光電檢測器本身在室溫下的熱噪聲水平(10^-14W)還要低，用通常的直流檢測方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號提取出來。紅外單光子探測器的研制單光子探測作為一項重要的微弱信號檢測技術(shù)，在物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科內(nèi)眾多領(lǐng)域均有著十分廣泛的應(yīng)用。

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什么是單光子探測儀

單光子探測器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測到光的能量量子——光子。單光子探測器可以對單個光子進(jìn)行探測和計數(shù)，在許多可獲得的信號強(qiáng)度僅為幾個光子能量級的新興應(yīng)用中，單光子探測器可以一展身手。利用類似于人眼桿狀細(xì)胞的光探測機(jī)理，美國西北大學(xué)和伊利諾斯州大學(xué)的研究小組已經(jīng)開發(fā)出了紅外單光子聚焦載流子增強(qiáng)傳感器（FOCUS）。該裝置有望在生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像、非破壞性材料檢查、國土安全與監(jiān)視、軍事視覺與導(dǎo)航、量子成像以及加密系統(tǒng)等方面取得廣泛應(yīng)用。如需了解更多單光子探測儀的的相關(guān)信息服務(wù)，歡迎關(guān)注北京和力達(dá)科技有限公司網(wǎng)站或撥打圖片上的電話詢，我司會為您提供專業(yè)，周到的服務(wù)。

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從三個方面介紹單光子探測在軍事中的作用

隱身飛機(jī)將無處“隱身”。F－22、B－2等飛機(jī)高超的隱身性能，幾乎使現(xiàn)役雷達(dá)和光電探測系統(tǒng)變成“瞎子”。但單光子探測系統(tǒng)極高的探測靈敏度，即使對F－22、B－2這樣的隱身飛機(jī)，作用距離也可達(dá)到幾百到幾千公里，可在極遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)隱身飛機(jī)，使其“無處遁形”。采用偏振相關(guān)的單光子探測技術(shù)進(jìn)行激光通信，可以有效地提高系統(tǒng)的能量利用率，并降低噪聲對通信性能的影響。

從“中距”拉向“遠(yuǎn)距”。配裝單光子探測系統(tǒng)的作戰(zhàn)飛機(jī)，由于對空目標(biāo)探測距離極遠(yuǎn)，將使空中作戰(zhàn)從目前的中距進(jìn)一步擴(kuò)為遠(yuǎn)距。如：配掛單光子超遠(yuǎn)程，火力攻擊距離可達(dá)到幾百到幾千公里之外。將從傳統(tǒng)的幾十公里的超視距作戰(zhàn)變?yōu)殚g隔幾千公里的非接觸戰(zhàn)。隨著科技的發(fā)展以及技術(shù)與應(yīng)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(diǎn)。

“全球感知，全球打擊”成為可能。利用空中平臺或臨近空間平臺配裝單光子探測系統(tǒng)，構(gòu)建單光子探測網(wǎng)絡(luò)，只需幾部單光子探測系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)對領(lǐng)空的全域覆蓋。在此基礎(chǔ)上用地面或空中遠(yuǎn)程構(gòu)建空中地面聯(lián)合火力網(wǎng)，把單光子探測網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的目標(biāo)探測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對任何位置（地面或空中）發(fā)射的進(jìn)行目標(biāo)指引，有效攻擊全球目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“全球感知，全球打擊”?；贔PGA控制的多通道單光子探測器模塊,將多路SiAPD集中封裝在同一模塊中,通過FPGA編程控制產(chǎn)生SiAPD主動抑制電路所需的抑制和重置邏輯信號,并且通過FPGA采集計數(shù)脈沖,完成光子數(shù)分辨探測,從而大幅提高了多通道探測器的集成性能。

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光電探測器的歷史發(fā)展

1873年，英國發(fā)現(xiàn)硒的光電導(dǎo)效應(yīng)，但是這種效應(yīng)長期處于探索研究階段，未獲實(shí)際應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體的發(fā)展，各種新的光電導(dǎo)材料不斷出現(xiàn)。在可見光波段方面，到50年代中期，性能良好的硒化鎘光敏電阻和紅外波段光電探測器都已投入使用。60年代初，中遠(yuǎn)紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導(dǎo)探測器研制成功，典型的例子是工作在3～5微米和8～14微米波段的Ge:Au（鍺摻金）和Ge:Hg光電導(dǎo)探測器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元系材料的研究取得進(jìn)展。 工作原理和特性 光電導(dǎo)效應(yīng)是內(nèi)光電效應(yīng)的一種。該裝置有望在生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像、非破壞性材料檢查、國土安全與監(jiān)視、軍事視覺與導(dǎo)航、量子成像以及加密系統(tǒng)等方面取得廣泛應(yīng)用。

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