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用中。利用單光子探測技術，可極大提高光譜測量的靈敏度和準確性，靈敏度提高3-4個數(shù)量級，可實現(xiàn)對微量物質(zhì)成分的光譜分析，使化學成分檢測和安全檢查等系統(tǒng)達到超高靈敏度。單光子探測是一種極微弱光探測法，它所探測的光的光電流強度比光電檢測器本身在室溫下的熱噪聲水平(10^-14W)還要低，用通常的直流檢測方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號提取出來。光子計數(shù)組成部分：光子計數(shù)器主要由光電倍增管、放大器、甄別器和計數(shù)器組成。采用偏振相關的單光子探測技術進行激光通信，可以有效地提高系統(tǒng)的能量利用率，并降低噪聲對通信性能的影響。

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單光子探測器介紹

通過量子阱的子帶躍遷光吸收改變自身帶電狀態(tài)來調(diào)控另一個量子阱中的二維電子橫向輸運特性,從而產(chǎn)生可探測的電導變化。這種雙量子阱電容耦合的結構具有很高的非線性放大系數(shù),從而具有很高的探測效率,響應波長可以從遠紅外設計至THz波段。針對器件特性設計增益可調(diào)讀出電路,進一步研制成工業(yè)級微型光譜儀。單光子計數(shù)方法利用弱光照射下光子探測器輸出電信號自然離散的特點，采用脈沖甄別技術和數(shù)字計數(shù)技術把極其弱的信號識別并提取出來。

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單光子探測數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)設計

計算機數(shù)據(jù)采樣及處理技術是集成電路、計算機總線、虛擬儀器等高新技術不斷發(fā)展和融合的產(chǎn)物,廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和科學研究等諸多領域?；赑CI總線技術的多功能高速數(shù)據(jù)采集卡的單光子探測數(shù)據(jù)采集作為量子信息處理中的一個重要環(huán)節(jié),可以將探測器探測到的光子信號更直觀更便捷的實時顯示出來,并通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的進一步處理和存儲等工作。 該設計適用于1550nm光通信波段,基于InGaAs雪崩光電二極管(InGaAs-APD)單光子探測器的功能結構、特性參數(shù)及工作方式。其次,在充分了解數(shù)據(jù)采集原理、PCI總線技術以及美國NI公司出品的M系列PCI-6251多功能高速數(shù)據(jù)采集卡性能及工作模式的基礎上,構建了適用于高速單光子探測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。接著,利用基于圖形編程語言(G語言)的LabVIEW8.20軟件編寫應用程序,分別實現(xiàn)了對單通道和雙通道光子數(shù)據(jù)的采集,并通過應用程序?qū)?shù)據(jù)進行顯示、處理、存儲等操作。超導納米線單光子探測器(SNSPD)是一種新型單光子檢測器,具有暗計數(shù)低、探測速率高、檢測頻譜寬等優(yōu)點,在眾多領域存在潛在應用。從單光子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在關聯(lián)光子對探測實驗中的測試結果來看,設計的應用程序可以滿足實時顯示采集數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)進行相關計算和存儲的設計要求。

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單光子探測器

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)等技術識別提取極弱光電子信號，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。

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