單光子探測儀

單光子探測器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測到光的能量量子——光子。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(shù)識別提取極弱光電子信號，達(dá)到光電探測的超靈敏極限。光電探測器件的應(yīng)用選擇，探測器結(jié)構(gòu)實際上是應(yīng)用時的一些事項或要點。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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單光子計數(shù)系統(tǒng)的基本原理

單光子計數(shù)系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，化學(xué)發(fā)光反應(yīng)分析試劑與樣本反應(yīng)所發(fā)出的微弱光經(jīng)過單光子計數(shù)系統(tǒng)中的光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,再經(jīng)放大電路、甄別電路和計數(shù)電路,可進(jìn)行單光子的計數(shù)。根據(jù)化學(xué)發(fā)光分析反應(yīng)所發(fā)出的光子數(shù)與待測樣本濃度之間所存在的線性關(guān)系,可以分析出人體健康的指數(shù)。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(shù)識別提取極弱光電子信號，達(dá)到光電探測的超靈敏極限。

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多通道單光子探測技術(shù)及應(yīng)用

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單光子探測器是一種超靈敏的光電轉(zhuǎn)換器件,可以檢測光的微小能量單位-即單個光子。單光子探測器在微弱熒光檢測、天文觀測、量子通信、遙感等研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但是,由于白光背景干擾,使得傳統(tǒng)的單光子探測器極易發(fā)生飽和甚至損壞。并且,強(qiáng)背景光計數(shù)使探測系統(tǒng)的信噪比急劇惡化,無法有效甄別信號光子。白光噪聲在激光通信和測繪應(yīng)用中尤為突出,成為限制單光子探測技術(shù)在這些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。雖然,硅-雪崩二極管(SiAPD)單光子探測器發(fā)展成熟,在400-1000nm波段有良好的探測性能,但是仍舊存在飽和計數(shù)率低、無法分辨光子數(shù)、日盲紫外波段探測效率低等不足,在抑制白光背景方面仍需深入研究。從三個方面介紹單光子探測在軍事中的作用隱身飛機(jī)將無處“隱身”。從而有了多通道單光子探測方法實現(xiàn)光子數(shù)分辨探測,從而提高探測系統(tǒng)飽和計數(shù)率,提高抑制背景噪聲能力?；贔PGA控制的多通道單光子探測器模塊,將多路SiAPD集中封裝在同一模塊中,通過FPGA編程控制產(chǎn)生SiAPD主動抑制電路所需的抑制和重置邏輯信號,并且通過FPGA采集計數(shù)脈沖,完成光子數(shù)分辨探測,從而大幅提高了多通道探測器的集成性能。另一方面,日盲紫外波段在近地環(huán)境中處于近似暗室環(huán)境,發(fā)展日盲紫外波段單光子探測技術(shù),有助于消除白光背景噪聲干擾。