單光子探測儀

單光子探測器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強的靈敏度使其能夠探測到光的能量量子——光子。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(shù)字計數(shù)等技術(shù)識別提取極弱光電子信號，達到光電探測的超靈敏極限。文章介紹了基于三種不同形式量子點的單光子探測器,討論了它們的工作原理,對比了各自的性能和參數(shù),總結(jié)了各種器件的特點,說明了自組織量子點單光子探測的優(yōu)越性能。率單光子測控由于其巨大科研價值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年國際上活躍的前沿領(lǐng)域之一，不僅是現(xiàn)代信息科學(xué)、精密測量、量子技術(shù)、超靈敏探測等高新技術(shù)的迫切需要，其自身迅猛發(fā)展帶來了系列化原理和概念的突破。

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從三個方面介紹單光子探測在軍事中的作用

隱身飛機將無處“隱身”。F－22、B－2等飛機高超的隱身性能，幾乎使現(xiàn)役雷達和光電探測系統(tǒng)變成“瞎子”。單光子探測器性能其指標(biāo)主要有：工作波段、系統(tǒng)效率、暗計數(shù)、時間抖動和重復(fù)速率。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，作用距離也可達到幾百到幾千公里，可在極遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)隱身飛機，使其“無處遁形”。

從“中距”拉向“遠(yuǎn)距”。配裝單光子探測系統(tǒng)的作戰(zhàn)飛機，由于對空目標(biāo)探測距離極遠(yuǎn)，將使空中作戰(zhàn)從目前的中距進一步擴為遠(yuǎn)距。如：配掛單光子超遠(yuǎn)程，火力攻擊距離可達到幾百到幾千公里之外。碲鎘材料還具有介電常數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，電子遷移率高等優(yōu)點，適宜于制作高性能、多用途和新穎結(jié)構(gòu)的光子型探測器。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)。

“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)就可實現(xiàn)對領(lǐng)空的全域覆蓋。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(shù)，在許多可獲得的信號強度僅為幾個光子能量級的新興應(yīng)用中。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)射的進行目標(biāo)指引，有效攻擊全球目標(biāo)，實現(xiàn)“全球感知，全球打擊”。

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光子型探測器原理

光子型探測器利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極，當(dāng)光子投射到光電陰極上時，光子可能被光電陰極中的電子吸收，獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中，光電子在帶正電的陽極的作用下運動，構(gòu)成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于，在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設(shè)置了多個電位逐級上升并能產(chǎn)生二次電子的電極（稱為打拿極）。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發(fā)生倍增效應(yīng)，后形成較大的光電流信號。因此，光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。北京和力達科技有限公司致力于極弱光檢測及高速信號采集和處理服務(wù)，想了解更多關(guān)于單光子計數(shù)器的相關(guān)資訊，請持續(xù)關(guān)注本公司。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉(zhuǎn)換器,它由光電陰極、陽極和一個簡單的電子光學(xué)系統(tǒng)組成。光電子在受到陽極加速的同時又受到電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦，當(dāng)它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時，便發(fā)出綠色的光像信號。

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