單光子計(jì)數(shù)器——光子計(jì)數(shù)的組成與原理

組成部分：光子計(jì)數(shù)器主要由光電倍增管、放大器、甄別器和計(jì)數(shù)器組成。

原理：光電計(jì)數(shù)器工作時(shí)，光電倍增管的光電陰極接受光輻射的照射，在光電倍增光的負(fù)載上形成了一系列的電脈沖，把它連接到放大器上。這些脈沖經(jīng)放大器放大后，加在甄別器的輸入器上，甄別器濾除部分噪音脈沖，只允許那些和光輻射功率成正比的脈沖通過，并送入計(jì)數(shù)器。光子型探測器原理光子型探測器利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。

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單光子探測器及計(jì)數(shù)器

單光子探測是一種極微弱光探測法，它所探測的光的光電流強(qiáng)度比光電檢測器本身在室溫下的熱噪聲水平(10^-14W)還要低，用通常的直流檢測方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號(hào)提取出來。單光子計(jì)數(shù)方法利用弱光照射下光子探測器輸出電信號(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。本文綜述了迄今為止各種類型的單光子探測器,并指出各自在量子信息技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢和不足之處以及發(fā)展方向。

單光子探測技術(shù)在高分辨率的光譜測量、非破壞性物質(zhì)分析、高速現(xiàn)象檢測、精密分析、大氣測污、生物發(fā)光、高能物理、天文測光、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。

量子點(diǎn)單光子探測器的研究進(jìn)展

量子點(diǎn)單光子探測器具有可保持測試信號(hào)完整性、理論量子、工作電壓低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有室溫單光子探測的潛力, 近得到了廣泛的研究。文章介紹了基于三種不同形式量子點(diǎn)的單光子探測器, 討論了它們的工作原理, 對比了各自的性能和參數(shù), 總結(jié)了各種器件的特點(diǎn), 說明了自組織量子點(diǎn)單光子探測的優(yōu)越性能。單光子探測將單光子激發(fā)的單個(gè)光電子信號(hào)放大，通過脈沖甄別和數(shù)字計(jì)數(shù)等技術(shù)識(shí)別提取極弱光電子信號(hào)，達(dá)到光電探測的超靈敏極限。

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單光子探測器

其基于超導(dǎo)NbN薄膜材料的紅外單光子探測器,以及其相應(yīng)的檢測電路和光路系統(tǒng)等,并將該探測系統(tǒng)應(yīng)用于波長為1550nm的光子探測.通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算分析了該器件的動(dòng)態(tài)電感、光響應(yīng)、暗計(jì)數(shù)、脈沖重復(fù)速率和量子效率等參數(shù).分析表明,該探測系統(tǒng)可用于紅外單光子計(jì)數(shù),具有暗計(jì)數(shù)低、重復(fù)速率快等特點(diǎn),在眾多鄰域具有重要的應(yīng)用前景.

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