單光子探測(cè)器的性能分析

以InGaAsP/InP雪崩光電二極管(APD)為核心器件的紅外單光子探測(cè)技術(shù),在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使其成為近年的研究熱點(diǎn)。根據(jù)InGaAsP/InPAPD在紅外通信波段實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè)的要求和特點(diǎn),通過APD的門控電路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,探討了門模式下各種參數(shù)與暗計(jì)數(shù)率、量子效率、量子誤碼率、信號(hào)傳輸速率之間的關(guān)系,為門模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。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”。結(jié)果表明:偏置電壓的大小、門脈沖寬度和周期的選擇,對(duì)提高探測(cè)器性能起著關(guān)鍵的作用。

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光子型探測(cè)器

光子型探測(cè)器（ photon detector） 利用外光電效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)制成的輻射探測(cè)器，也稱光電型探測(cè)器。探測(cè)器中的電子直接吸收光子的能量，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號(hào)，常用于探測(cè)紅外輻射和可見光。半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的性能在很大程度上取決于制備探測(cè)器所用的半導(dǎo)體材料。本征半導(dǎo)體材料比摻雜半導(dǎo)體材料更加有用。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。本征半導(dǎo)體材料既能用來制作光導(dǎo)型探測(cè)器，又能制做光伏型探測(cè)器；而摻雜半導(dǎo)體只能做成光導(dǎo)型探測(cè)器。截止波長(zhǎng)較長(zhǎng)的半導(dǎo)體光子型探測(cè)器，大多數(shù)必須在較低溫度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探測(cè)器在室溫下的探測(cè)率明顯低于低溫下的探測(cè)率。為了保持半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的正常工作，常把探測(cè)器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測(cè)器達(dá)到較低的工作溫度。

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單光子探測(cè)器的相關(guān)介紹

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。單光子計(jì)數(shù)方法利用弱光照射下光子探測(cè)器輸出電信號(hào)自然離散的特點(diǎn)，采用脈沖甄別技術(shù)和數(shù)字計(jì)數(shù)技術(shù)把極其弱的信號(hào)識(shí)別并提取出來。超導(dǎo)紅外單光子探測(cè)器其基于超導(dǎo)NbN薄膜材料的紅外單光子探測(cè)器,以及其相應(yīng)的檢測(cè)電路和光路系統(tǒng)等,并將該探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于波長(zhǎng)為1550nm的光子探測(cè)。這種技術(shù)與模擬檢測(cè)相比，有受外界因素影響小、信噪比高、線性動(dòng)態(tài)區(qū)范圍大、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)。