單光子探測器

單光子探測技術在高分辨率的光譜測量、非破壞性物質分析、高速現象檢測、精密分析、大氣測污、生物發(fā)光、高能物理、天文測光、光時域反射、量子密鑰分發(fā)系統等領域有著廣泛的應用。

單光子探測領域的研究已經取得了很大的成就，但這還是不能夠滿足人們對高科技領域探索的需求。人們對單光子探測器將主要從兩個方面去研究，一方面，研制和開發(fā)有高靈敏度新型結構的光探測器，另一方面，研究和改進探測器的外圍控制驅動技術，利用現有的探測器進行單光子探測。

單光子探測器

單光子探測器作為一種的單光子探測器，已經廣泛的應用于量子信息、激光雷達、深空通信等領域，有力推動了相關領域的科技發(fā)展。SNSPD器件主要有兩種光耦合方式，一種是垂直光耦合方式，光纖端面平行于SNSPD光敏面，光子垂直入射到納米線上，采用光學腔體或者反射鏡結構實現光耦合。

單光子探測將單光子激發(fā)的單個光電子信號放大，通過脈沖甄別和數字計數等技術識別提取極弱光電子信號，和力達單光子，達到光電探測的超靈敏極限。率單光子測控由于其巨大科研價值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年活躍的前沿領域之一。

單光子探測器的現狀及其發(fā)展

對于可見光探測，和力達單光子批發(fā)，光電倍增管有很好的響應度，和力達單光子定制，暗電流也非常小，很早就用于單光子計數，和力達單光子廠家，現在技術已經比較成熟，市場上也有了不少類似的產品。然而隨著人們對紅.外光研究的不斷深入，特別是近年來通信技術、密碼術的研究不斷引起各國的重視，對紅外通信波段（850nm、1310nm和1550nm)單光子探測器的研究也就顯得尤為迫切。然而，在這個波段光電倍增管卻顯得無能為力，即使是很好的紅外光陰極-Si陰板，光譜響應到1050nm就已經截止了，僅這一點就排除了它在紅外通信波段的應用。即便在850nm波段，考慮到光電倍增管工作電壓很高和使用維護的復雜程度，在實際應用中人們還是選用Si-APD雪崩光電二極管?，F在對Si的研究已經趨于成熟，Si一APD 也已經有了比較好的制造工藝。國外已經有公司開發(fā)出了專門針對850nm單光子探測的商用Si-APD。而在1310nm和1550nm波段，Si-APD已經不能用丁進行單光子探測了，因此在這兩個波段一般選用InGaAs-APD，但由丁制造工藝的問題，目前還沒有專門針對單光子探測的InGaAs-APD。國外對這兩個波段的單光子探測的報道，一般都是關于利用現有針對光纖通信的商用APD，通過優(yōu)化外圍驅動電路，改善工作環(huán)境，使其達到單光子探測的目的。目前，國內也已經有了不少科研院所正在對這兩個波段的單光子探測器進行研究，為實現密鑰分發(fā)技術（QKD）的實用化而做準備。

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