單光子探測在軍事方面的用途

是光的小能量量子。單光子探測技術(shù)，是近些年剛剛起步的一種新式光電探測技術(shù)，其原理是利用新式光電效應(yīng)，可對入射的單個光子進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對極微弱目標(biāo)信號的探測。有關(guān)專家認(rèn)為，單光子探測技術(shù)能將現(xiàn)有的機(jī)載光電探測距離從幾十公里提高到幾千公里，勢必帶來機(jī)載目標(biāo)探測系統(tǒng)的革命，極大地改變未來空天戰(zhàn)場的作戰(zhàn)方式。高效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最活躍的前沿領(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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單光子探測儀的材料

超導(dǎo)TES單光子探測器本質(zhì)上屬于熱探測器的一種。典型的熱探測器包括吸收能量的吸收體，測量溫度變化的溫度計(jì)，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。測器的核心是由一層生長在硅襯底上、尺寸在20 m×20 m左右、厚度為幾十納米的超導(dǎo)薄膜。在薄膜的兩端施加恒定電壓，由于低溫下薄膜中電子與聲子之間的弱熱耦合作用，焦耳熱功率的存在使薄膜電子系統(tǒng)的溫度Te高于聲子系統(tǒng)的溫度Tp，這被稱為“熱電子”效應(yīng).作為單光子探測器使用時，超導(dǎo)薄膜中的電子系統(tǒng)同時承擔(dān)了熱探測器的吸收體和TES溫度計(jì)的雙重功能。由于薄膜中聲子系統(tǒng)與硅襯底之間較強(qiáng)的熱耦合作用，聲子系統(tǒng)的溫度等于硅襯底的溫度(Tp=Tb)，聲子系統(tǒng)充當(dāng)了熱探測器中的熱沉。為了避免光生載流子擴(kuò)散引起圖像模糊，連續(xù)薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PbO、Sb2S3等。薄膜電子系統(tǒng)和聲子系統(tǒng)之間的弱熱耦合構(gòu)成了熱探測器所需要的弱熱連接。

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單光子

產(chǎn)品是基于 雪崩二極管對弱光信號有極強(qiáng)的靈敏響應(yīng)原理， 將探測到的光子信號通過雪崩二極管的光 電轉(zhuǎn)換變成光電子信號， 經(jīng)由前置放大器變成電壓信號，再由模擬放大器，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換 器A/D 然后終將光子信號變成TTL 電平輸出以達(dá)到記錄和檢測光子數(shù)或者弱光能量的目的的探 測裝置。典型的熱探測器包括吸收能量的吸收體，測量溫度變化的溫度計(jì)，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。

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