單光子探測(cè)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(cè)技術(shù),在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使其成為近年的研究熱點(diǎn)。根據(jù)InGaAsP/InPAPD在紅外通信波段實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè)的要求和特點(diǎn),通過(guò)APD的門(mén)控電路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,探討了門(mén)模式下各種參數(shù)與暗計(jì)數(shù)率、量子效率、量子誤碼率、信號(hào)傳輸速率之間的關(guān)系,為門(mén)模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。以上內(nèi)容由北京和力達(dá)科技有限公司為您提供，希望對(duì)同行業(yè)的朋友有所幫助，我公司主營(yíng)單光子探測(cè)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(mén)脈沖寬度和周期的選擇,對(duì)提高探測(cè)器性能起著關(guān)鍵的作用。

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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(chēng)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(jiàn)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。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(lái)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。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。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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單光子探測(cè)器工作原理是什么？

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。

2生物發(fā)光：

生物發(fā)光是一種微弱的準(zhǔn)連續(xù)光子輻射現(xiàn)象。利用單光子探測(cè)技術(shù)能對(duì)生物發(fā)光進(jìn)行有效探測(cè)，可用于分析生物體內(nèi)特別體系的功能以及細(xì)胞的代謝或破壞過(guò)程，還能有效的推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)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(dòng)態(tài)范圍大、適合遙測(cè)遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測(cè)技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長(zhǎng)度，對(duì)輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報(bào)警、海岸線(xiàn)或邊境安全等領(lǐng)域具有重大意義。

單光子探測(cè)技術(shù)

入射的光子信號(hào)打到光電倍增器件上產(chǎn)生光電子，然后經(jīng)過(guò)倍增系統(tǒng)倍增產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，稱(chēng)為單光子脈沖。脈沖幅度較小的脈沖是探測(cè)器噪聲；脈沖幅度較大的是單光電子峰。 為鑒別電平，用它來(lái)把高于 的脈沖鑒別輸出，從而實(shí)現(xiàn)單光子計(jì)數(shù)。

單光子探測(cè)技術(shù)普遍用于通信，量子信息，熒光和拉曼光譜學(xué)等領(lǐng)域，特別是量子信息技術(shù)和微光探測(cè)技術(shù)關(guān)鍵的器件之一。