單光子計數器——光子計數的組成與原理

組成部分：光子計數器主要由光電倍增管、放大器、甄別器和計數器組成。

原理：光電計數器工作時，光電倍增管的光電陰極接受光輻射的照射，在光電倍增光的負載上形成了一系列的電脈沖，把它連接到放大器上。自研究人員發(fā)現單光子源的重要性,量子信息科學領域中對于單光子源和單光子探測器的研究出現爆發(fā)式增長。這些脈沖經放大器放大后，加在甄別器的輸入器上，甄別器濾除部分噪音脈沖，只允許那些和光輻射功率成正比的脈沖通過，并送入計數器。

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單光子探測儀

單光子探測器可以對單個光子進行探測和計數，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。

生物發(fā)光是一種微弱的準連續(xù)光子輻射現象。利用單光子探測技術能對生物發(fā)光進行有效探測，可用于分析生物體內特別體系的功能以及細胞的代謝或破壞過程，還能有效的推動現代醫(yī)學對于腦功能和基因工程的研究。

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超導單光子探測技術

單光子探測是弱光測量技術的核心,在量子信息、物理、生物、化學和天文學領域具有關鍵性的作用。傳統(tǒng)以光電倍增管或雪崩二極管為基礎的單光子探測器的低靈敏度和高暗計數限制了信噪比的提高,低計數率限制了測量速度和動態(tài)范圍。以超導材料作為光敏感器件的單光子探測技術,其量子效率、暗計數率和計數率遠高于傳統(tǒng)的單光子探測器,它們的出現勢必給單光子測量相關學科帶來巨大影響。結果表明:偏置電壓的大小、門脈沖寬度和周期的選擇,對提高探測器性能起著關鍵的作用。

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什么是單光子計數

光本身就是以光子的型式輸出。當光信號很強的時候，無數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，就可以實現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器，因為增益大比較容易實現，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，當然也可能這幾年技術進步了，用得也多了起來。

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