單光子探測(cè)在軍事方面的用途

是光的小能量量子。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)。有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為，單光子探測(cè)技術(shù)能將現(xiàn)有的機(jī)載光電探測(cè)距離從幾十公里提高到幾千公里，勢(shì)必帶來(lái)機(jī)載目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的革命，極大地改變未來(lái)空天戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)方式。因此,高效、靈敏地探測(cè)單個(gè)光子是量子計(jì)量、量子通信、非線性光學(xué)等量子信息科學(xué)研究中最基礎(chǔ)的技術(shù)之一。

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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。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。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。

單光子探測(cè)器工作原理是什么？

高分辨率的光譜測(cè)量：

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。

2生物發(fā)光：

生物發(fā)光是一種微弱的準(zhǔn)連續(xù)光子輻射現(xiàn)象。利用單光子探測(cè)技術(shù)能對(duì)生物發(fā)光進(jìn)行有效探測(cè)，可用于分析生物體內(nèi)特別體系的功能以及細(xì)胞的代謝或破壞過(guò)程，還能有效的推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)于腦功能和基因工程的研究。

3光纖傳感：

光纖傳感工作頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、適合遙測(cè)遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測(cè)技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長(zhǎng)度，對(duì)輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報(bào)警、海岸線或邊境安全等領(lǐng)域具有重大意義。

   單光子探測(cè)器技術(shù)

 近年來(lái)，以量子密鑰分配為代表的各種量子信息技術(shù)應(yīng)用獲得了飛速發(fā)展，這些應(yīng)用對(duì)單光子探測(cè)器的性能提出了非常苛刻的要求，以光電倍增管和雪崩光電二極管為代表的傳統(tǒng)單光子探測(cè)器件已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求。在此背景下，出現(xiàn)了以超導(dǎo)單光子探測(cè)器為代表的的新型低溫單光子探測(cè)器件，其性能比現(xiàn)有商用單光子探測(cè)器有了本質(zhì)的提升。作為單光子探測(cè)器使用時(shí)，超導(dǎo)薄膜中的電子系統(tǒng)同時(shí)承擔(dān)了熱探測(cè)器的吸收體和TES溫度計(jì)的雙重功能。

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