單光子計數(shù)器——光子計數(shù)的組成與原理

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

原理：光電計數(shù)器工作時，光電倍增管的光電陰極接受光輻射的照射，在光電倍增光的負載上形成了一系列的電脈沖，把它連接到放大器上。利用單光子探測技術(shù)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(xué)對于腦功能和基因工程的研究。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，并送入計數(shù)器。

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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(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)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。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發(fā)生倍增效應(yīng)，最后形成較大的光電流信號。利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的光子型探測器，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)探測器和光伏型探測器等。

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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(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。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(guān)系,為門模參數(shù)的選擇提供依據(jù)。設(shè)備使用InGaAs雪崩二極管作為光敏元件，除采用門控技術(shù)、死時間抑制等一系列國際通用。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(guān)鍵的作用。

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