單光子探測器的性能分析

以InGaAsP/InP雪崩光電二極管(APD)為核心器件的紅外單光子探測技術,在量子信息技術領域的廣泛應用,使其成為近年的研究熱點。根據(jù)InGaAsP/InPAPD在紅外通信波段實現(xiàn)單光子探測的要求和特點,通過APD的門控電路和實驗結(jié)果分析,探討了門模式下各種參數(shù)與暗計數(shù)率、量子效率、量子誤碼率、信號傳輸速率之間的關系,為門模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。以上內(nèi)容由北京和力達科技有限公司為您提供，希望對同行業(yè)的朋友有所幫助，我公司主營單光子探測器,熒光壽命分析儀等，歡迎與我們聯(lián)系。結(jié)果表明:偏置電壓的大小、門脈沖寬度和周期的選擇,對提高探測器性能起著關鍵的作用。

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光子型探測器

光子型探測器（ photon detector） 利用外光電效應或內(nèi)光電效應制成的輻射探測器，也稱光電型探測器。探測器中的電子直接吸收光子的能量，使運動狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號，常用于探測紅外輻射和可見光。半導體光子型探測器的性能在很大程度上取決于制備探測器所用的半導體材料。本征半導體材料比摻雜半導體材料更加有用。本征半導體材料既能用來制作光導型探測器，又能制做光伏型探測器；而摻雜半導體只能做成光導型探測器。單光子探測器研究新進展現(xiàn)代科學技術已經(jīng)發(fā)展到利用單個光子的量子態(tài)載運信息和進行計算。截止波長較長的半導體光子型探測器，大多數(shù)必須在較低溫度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探測器在室溫下的探測率明顯低于低溫下的探測率。為了保持半導體光子型探測器的正常工作，常把探測器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測器達到較低的工作溫度。

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單光子探測器工作原理是什么？

高分辨率的光譜測量：

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。

2生物發(fā)光：

生物發(fā)光是一種微弱的準連續(xù)光子輻射現(xiàn)象。利用單光子探測技術能對生物發(fā)光進行有效探測，可用于分析生物體內(nèi)特別體系的功能以及細胞的代謝或破壞過程，還能有效的推動現(xiàn)代醫(yī)學對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、動態(tài)范圍大、適合遙測遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測技術可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長度，對輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災報警、海岸線或邊境安全等領域具有重大意義。

單光子探測技術

入射的光子信號打到光電倍增器件上產(chǎn)生光電子，然后經(jīng)過倍增系統(tǒng)倍增產(chǎn)生電脈沖信號，稱為單光子脈沖。脈沖幅度較小的脈沖是探測器噪聲；脈沖幅度較大的是單光電子峰。 為鑒別電平，用它來把高于 的脈沖鑒別輸出，從而實現(xiàn)單光子計數(shù)。

單光子探測技術普遍用于通信，量子信息，熒光和拉曼光譜學等領域，特別是量子信息技術和微光探測技術關鍵的器件之一。