單光子探測(cè)儀的介紹

單光子探測(cè)技術(shù)，是近些年剛剛起步的一種新式光電探測(cè)技術(shù)，其原理是利用新式光電效應(yīng)，可對(duì)入射的單個(gè)光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)極微弱目標(biāo)信號(hào)的探測(cè)。單光子探測(cè)是一種極微弱光探測(cè)法，它所探測(cè)的光的光電流強(qiáng)度比光電檢測(cè)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(cè)方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號(hào)提取出來(lái)。紅外單光子探測(cè)器的研制單光子探測(cè)作為一項(xiàng)重要的微弱信號(hào)檢測(cè)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(cè)儀

單光子探測(cè)器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測(cè)到光的能量量子——光子。單光子探測(cè)器可以對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行探測(cè)和計(jì)數(shù)，在許多可獲得的信號(hào)強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級(jí)的新興應(yīng)用中，單光子探測(cè)器可以一展身手。利用類似于人眼桿狀細(xì)胞的光探測(cè)機(jī)理，美國(guó)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(guó)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(cè)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(huì)為您提供專業(yè)，周到的服務(wù)。

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從三個(gè)方面介紹單光子探測(cè)在軍事中的作用

隱身飛機(jī)將無(wú)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(cè)系統(tǒng)變成“瞎子”。但單光子探測(cè)系統(tǒng)極高的探測(cè)靈敏度，即使對(duì)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(wú)處遁形”。采用偏振相關(guān)的單光子探測(cè)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(duì)通信性能的影響。

從“中距”拉向“遠(yuǎn)距”。配裝單光子探測(cè)系統(tǒng)的作戰(zhàn)飛機(jī)，由于對(duì)空目標(biāo)探測(cè)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(dòng)、高計(jì)數(shù)速率、低暗計(jì)數(shù)率特性，并且能夠敏感探測(cè)從可見光到紅外光波段的單光子探測(cè)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(tái)或臨近空間平臺(tái)配裝單光子探測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建單光子探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，只需幾部單光子探測(cè)系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的目標(biāo)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對(duì)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(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。

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光電探測(cè)器的歷史發(fā)展

1873年，英國(guó)發(fā)現(xiàn)硒的光電導(dǎo)效應(yīng)，但是這種效應(yīng)長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(guó)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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