單光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)的基本原理

單光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，化學(xué)發(fā)光反應(yīng)分析試劑與樣本反應(yīng)所發(fā)出的微弱光經(jīng)過(guò)單光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)中的光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,再經(jīng)放大電路、甄別電路和計(jì)數(shù)電路,可進(jìn)行單光子的計(jì)數(shù)。單光子探測(cè)器性能其指標(biāo)主要有：工作波段、系統(tǒng)效率、暗計(jì)數(shù)、時(shí)間抖動(dòng)和重復(fù)速率。根據(jù)化學(xué)發(fā)光分析反應(yīng)所發(fā)出的光子數(shù)與待測(cè)樣本濃度之間所存在的線性關(guān)系,可以分析出人體健康的指數(shù)。

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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”。目前，量子信息科學(xué)的研究中大量采用單光子作為量子信息的載體，因此單光子探測(cè)技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。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”。

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。根據(jù)化學(xué)發(fā)光分析反應(yīng)所發(fā)出的光子數(shù)與待測(cè)樣本濃度之間所存在的線性關(guān)系,可以分析出人體健康的指數(shù)。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)。

“全球感知，全球打擊”成為可能。在可見(jiàn)光或近紅外波段主要用于射線測(cè)量和探測(cè)、工業(yè)自動(dòng)控制、光度計(jì)量等。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”。

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單光子探測(cè)——光譜測(cè)量

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。單光子探測(cè)器相關(guān)知識(shí)單光子探測(cè)器是最靈敏的微弱光測(cè)量?jī)x器，在量子信息、激光雷達(dá)、光纖傳感、生物熒光探測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用需求。利用單光子探測(cè)技術(shù)，可極大提高光譜測(cè)量的靈敏度和準(zhǔn)確性，靈敏度提高3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)微量物質(zhì)成分的光譜分析，使化學(xué)成分檢測(cè)和安全檢查等系統(tǒng)達(dá)到超高靈敏度。

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單光子探測(cè)器相關(guān)知識(shí)

單光子探測(cè)器是靈敏的微弱光測(cè)量?jī)x器，在量子信息、激光雷達(dá)、光纖傳感、生物熒光探測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用需求。在量子通信系統(tǒng)中，通信波段單光子探測(cè)器是其中的核心器件，其性能直接決定了通信距離、通信速率等關(guān)鍵參數(shù)。

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