單光子探測(cè)器及計(jì)數(shù)器

單光子探測(cè)是一種極微弱光探測(cè)法，它所探測(cè)的光的光電流強(qiáng)度比光電檢測(cè)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(cè)方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號(hào)提取出來。采用偏振相關(guān)的單光子探測(cè)技術(shù)進(jìn)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(duì)通信性能的影響。單光子計(jì)數(shù)方法利用弱光照射下光子探測(cè)器輸出電信號(hào)自然離散的特點(diǎn)，采用脈沖甄別技術(shù)和數(shù)字計(jì)數(shù)技術(shù)把極其弱的信號(hào)識(shí)別并提取出來。

單光子探測(cè)技術(shù)在高分辨率的光譜測(cè)量、非破壞性物質(zhì)分析、高速現(xiàn)象檢測(cè)、精密分析、大氣測(cè)污、生物發(fā)光、高能物理、天文測(cè)光、光時(shí)域反射(OTDR)、量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)(QKO)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

光子型探測(cè)器

光子型探測(cè)器（ photon detector） 利用外光電效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)制成的輻射探測(cè)器，也稱光電型探測(cè)器。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(cè)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)。探測(cè)器中的電子直接吸收光子的能量，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號(hào)，常用于探測(cè)紅外輻射和可見光。利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的光子型探測(cè)器，是用半導(dǎo)體材料制成的固態(tài)電子器件，主要包括光電導(dǎo)探測(cè)器和光伏型探測(cè)器等。

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光子型探測(cè)器（ photon detector） 利用外光電效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)制成的輻射探測(cè)器，也稱光電型探測(cè)器。探測(cè)器中的電子直接吸收光子的能量，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號(hào)，常用于探測(cè)紅外輻射和可見光。半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的性能在很大程度上取決于制備探測(cè)器所用的半導(dǎo)體材料。光子源特性測(cè)試：隨著量子物理技術(shù)，非線性技術(shù)和量子點(diǎn)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，單光子源和光子糾纏源的開發(fā)需求日益增多，再這些設(shè)備的開發(fā)過程中，需要高靈敏度的檢測(cè)手段來對(duì)其進(jìn)行特性分析和測(cè)試，單光子計(jì)數(shù)器就是一種有效的手段。本征半導(dǎo)體材料比摻雜半導(dǎo)體材料更加有用。本征半導(dǎo)體材料既能用來制作光導(dǎo)型探測(cè)器，又能制做光伏型探測(cè)器；而摻雜半導(dǎo)體只能做成光導(dǎo)型探測(cè)器。截止波長(zhǎng)較長(zhǎng)的半導(dǎo)體光子型探測(cè)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(cè)器在室溫下的探測(cè)率明顯低于低溫下的探測(cè)率。為了保持半導(dǎo)體光子型探測(cè)器的正常工作，常把探測(cè)器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測(cè)器達(dá)到較低的工作溫度。

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