什么是光子

光量子，簡(jiǎn)稱光子（photon），是傳遞電磁相互作用的基本粒子，在1905年由愛(ài)因斯坦提出，1926年由美國(guó)物理化學(xué)家吉爾伯特·路易斯正式命名。 光子是電磁輻射的載體，而在量子場(chǎng)論中光子被認(rèn)為是電磁相互作用的媒介子。典型的熱探測(cè)器包括吸收能量的吸收體，測(cè)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。光子靜止質(zhì)量為零。光子以光速運(yùn)動(dòng)，并具有能量、動(dòng)量、質(zhì)量。

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單光子探測(cè)器研究新進(jìn)展

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到利用單個(gè)光子的量子態(tài)載運(yùn)信息和進(jìn)行計(jì)算.因此,、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)研究中基礎(chǔ)的技術(shù)之一.超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器(SNSPD)是一種新型單光子檢測(cè)器,具有暗計(jì)數(shù)低、探測(cè)速率高、檢測(cè)頻譜寬等優(yōu)點(diǎn),在眾多領(lǐng)域存在潛在應(yīng)用.該進(jìn)展涵蓋了超導(dǎo)單光子探測(cè)器的工作機(jī)制和理論模型,有兼容4inch硅工藝的SNSPD器件的關(guān)鍵技術(shù)工藝,如器件設(shè)計(jì)、材料結(jié)構(gòu)、制備工藝和封裝技術(shù)等.研制的超導(dǎo)單光子探測(cè)器,在1550nm波段,系統(tǒng)的單光子檢測(cè)達(dá)到75%,暗計(jì)數(shù)小于100cps,與國(guó)際水平相當(dāng).在不斷提高SNSPD性能研究的同時(shí),還開(kāi)展了利用SNSPD進(jìn)行光子數(shù)分辨的研究,以及將其應(yīng)用于光時(shí)域反射儀(OTDR)中,進(jìn)行長(zhǎng)距離光纖狀態(tài)的分析和檢測(cè)研究.

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單光子探測(cè)器探測(cè)方法

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。

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