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。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(cè)器中的熱沉。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)器的材料

北京和力達(dá)科技有限公司，主營極弱光檢測(cè)，單光子探測(cè)器，熒光壽命分析儀，激光驅(qū)鳥器等，今天為您帶來光子型探測(cè)器的文章。

三元合金半導(dǎo)體碲鎘(Hg1-xCdxTe)是一種有重要應(yīng)用價(jià)值的探測(cè)器材料，它的禁帶寬度隨組成而變化。調(diào)節(jié)x值，可將探測(cè)器的峰值響應(yīng)波長選擇在1～30微米之間任何一個(gè)波長上,其中x=0.20左右的材料（相應(yīng)的探測(cè)器峰值響應(yīng)波長在 8～13微米）。碲鎘材料還具有介電常數(shù)小，熱膨脹系數(shù)小，電子遷移率高等優(yōu)點(diǎn)，適宜于制作、多用途和新穎結(jié)構(gòu)的光子型探測(cè)器。掃積型光子探測(cè)器就是以碲鎘材料為優(yōu)選材料做成的新穎結(jié)構(gòu)的光子探測(cè)器。高效率單光子測(cè)控由于其巨大科研價(jià)值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年國際上最活躍的前沿領(lǐng)域之一，不僅是現(xiàn)代信息科學(xué)、精密測(cè)量、量子技術(shù)、超靈敏探測(cè)等高新技術(shù)的迫切需要，其自身迅猛發(fā)展帶來了系列化原理和概念的突破。器件所接受的光照是一個(gè)自左向右掃描的光點(diǎn)。器件兩端加以偏置電壓。當(dāng)照射在某一位置上的光點(diǎn)激發(fā)出光生載流子后，這些載流子即在偏置電壓的驅(qū)動(dòng)下向信號(hào)讀出區(qū)作漂移運(yùn)動(dòng)。選擇光點(diǎn)掃描速度，使它嚴(yán)格等于光生載流子的遷移速度。這樣，當(dāng)光點(diǎn)從器件一端掃到另一端時(shí)所產(chǎn)生的光生載流子可以同步地累積在一起，并進(jìn)入信號(hào)讀出區(qū)。與光電導(dǎo)探測(cè)器相似，形成電信號(hào)。掃積型探測(cè)器的偏置電壓要足夠大，使載流子在漂移過程中來不及復(fù)合，也來不及擴(kuò)散。器件不能過長，一般只相當(dāng)于含10～20單元的線列器件的長度。

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紅外光子探測(cè)器的分類及特點(diǎn)

按光—電信號(hào)轉(zhuǎn)換的不同原理，光子探測(cè)器分為光電導(dǎo)型、光伏型和光磁電型等。

光子探測(cè)器的特點(diǎn)是：光譜響應(yīng)有選擇性，只對(duì)短于某一特定波長的紅外輻射有響應(yīng)，這一特定波長稱為截止波長（指在長波端）；響應(yīng)速度快，比熱探測(cè)器要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，一般光電導(dǎo)探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間在微秒級(jí)，光伏探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間在納秒級(jí)或更快；探測(cè)靈敏度高，與熱探測(cè)器相比，大約高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)；探測(cè)器靈敏度與工作溫度有關(guān)，工作溫度降低，探測(cè)器靈敏度就能提高，有的光子探測(cè)器只能在低溫工作，需要制冷條件。光子探測(cè)器大都是由化合物半導(dǎo)體材料制成，材料生長難度大，器件制造技術(shù)要求高，所以價(jià)格也比較貴，目前主要在軍事上用于、遠(yuǎn)距離、快速目標(biāo)的探測(cè)。響應(yīng)速度快，比熱探測(cè)器要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，一般光電導(dǎo)探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間在微秒級(jí)，光伏探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間在納秒級(jí)或更快。但隨著技術(shù)進(jìn)步，工藝水平提高，價(jià)格降低，它們?cè)诿裼弥幸舱加幸欢ㄊ袌?chǎng)，并具有廣闊發(fā)展前景。

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單光子探測(cè)器及量子密鑰分配

量子密鑰分配中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是在其通信窗口實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè)。單光子探測(cè)器的性能決定著量子密鑰分配系統(tǒng)的性能。但是,由于白光背景干擾,使得傳統(tǒng)的單光子探測(cè)器極易發(fā)生飽和甚至損壞。綜述了單光子探測(cè)器的研究進(jìn)展，討論了量子密鑰生成速率的安全判據(jù)及特點(diǎn)，分析了量子密鑰分配的主要實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。的單光子探測(cè)器的研制，以及量子密鑰分配方案的改進(jìn)，極大地提高了量子密鑰分配的速率和距離。

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