單光子探測器及計數(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提取出來。單光子計數(shù)方法利用弱光照射下光子探測器輸出電信號自然離散的特點(diǎn)，采用脈沖甄別技術(shù)和數(shù)字計數(shù)技術(shù)把極其弱的信號識別并提取出來。單光子探測儀的介紹單光子探測技術(shù)，是近些年剛剛起步的一種新式光電探測技術(shù)，其原理是利用新式光電效應(yīng)，可對入射的單個光子進(jìn)行計數(shù)，以實現(xiàn)對極微弱目標(biāo)信號的探測。

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。

單光子探測技術(shù)

近年來,以量子密鑰分配為代表的各種量子信息技術(shù)應(yīng)用獲得了飛速發(fā)展,這些應(yīng)用對單光子探測器的性能提出了非?？量痰囊?以光電倍增管和雪崩光電二極管為代表的傳統(tǒng)單光子探測器件已經(jīng)無法滿足需求。在此背景下,出現(xiàn)了以超導(dǎo)單光子探測器為代表的新型低溫單光子探測器件,其性能比現(xiàn)有商用單光子探測器有了本質(zhì)性的提升。采樣保持器是指在邏輯電平的控制下處于“采樣”或“保持”兩種工作狀態(tài)的電路，在采樣狀態(tài)下，電路的輸出跟蹤輸入模擬信號，在保持狀態(tài)下，電路的輸出保持著前一次采樣結(jié)束時刻的瞬時輸入模擬信號，直到進(jìn)入下一次采樣狀態(tài)為止。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。

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單光子探測儀的材料

超導(dǎo)TES單光子探測器本質(zhì)上屬于熱探測器的一種。典型的熱探測器包括吸收能量的吸收體，測量溫度變化的溫度計，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。測器的核心是由一層生長在硅襯底上、尺寸在20 m×20 m左右、厚度為幾十納米的超導(dǎo)薄膜。在薄膜的兩端施加恒定電壓，由于低溫下薄膜中電子與聲子之間的弱熱耦合作用，焦耳熱功率的存在使薄膜電子系統(tǒng)的溫度Te高于聲子系統(tǒng)的溫度Tp，這被稱為“熱電子”效應(yīng).作為單光子探測器使用時，超導(dǎo)薄膜中的電子系統(tǒng)同時承擔(dān)了熱探測器的吸收體和TES溫度計的雙重功能。用雪崩二極管量子效率高，但是增益比較低，比較難實現(xiàn)，當(dāng)然也可能這幾年技術(shù)進(jìn)步了，用得也多了起來。由于薄膜中聲子系統(tǒng)與硅襯底之間較強(qiáng)的熱耦合作用，聲子系統(tǒng)的溫度等于硅襯底的溫度(Tp=Tb)，聲子系統(tǒng)充當(dāng)了熱探測器中的熱沉。薄膜電子系統(tǒng)和聲子系統(tǒng)之間的弱熱耦合構(gòu)成了熱探測器所需要的弱熱連接。

北京和力達(dá)科技有限公司主營極弱光檢測，單光子探測器，熒光壽命分析儀，激光驅(qū)鳥器等。歡迎新老客戶的蒞臨。

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。我司致力于激光檢測及高速信號采集和處理服務(wù)，我司主要提供極弱光檢測及檢測相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用和提供服務(wù)，我們具有專業(yè)的業(yè)務(wù)和研發(fā)團(tuán)隊，為您提供快速而周到的產(chǎn)品應(yīng)用和定制服務(wù)。探測器中的電子直接吸收光子的能量，使運(yùn)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。半導(dǎo)體光子型探測器的性能在很大程度上取決于制備探測器所用的半導(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)體材料既能用來制作光導(dǎo)型探測器，又能制做光伏型探測器；而摻雜半導(dǎo)體只能做成光導(dǎo)型探測器。截止波長較長的半導(dǎo)體光子型探測器，大多數(shù)必須在較低溫度下工作，如77K，38K或4.2K。同一探測器在室溫下的探測率明顯低于低溫下的探測率。為了保持半導(dǎo)體光子型探測器的正常工作，常把探測器置于低溫容器（杜瓦瓶）中，或用微型致冷器使探測器達(dá)到較低的工作溫度。

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