單光子探測原理

單光子探測將單光子激發(fā)的單個光電子信號放大，通過脈沖甄別和數(shù)字計數(shù)等技術(shù)識別提取極弱光電子信號，達到光電探測的超靈敏極限。率單光子測控由于其巨大科研價值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年國際上活躍的前沿領(lǐng)域之一，不僅是現(xiàn)代信息科學、精密測量、量子技術(shù)、超靈敏探測等高新技術(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，已形成一個新學科分支：單光子測控物理學，表面等離子激元學、紅外光子學等以及相關(guān)高新技術(shù)發(fā)展。根據(jù)器件對輻射響應(yīng)的方式不同或者說器件工作的機理不同，光電探測器可分為兩大類：一類是光子探測器。

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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。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。A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時間稱為轉(zhuǎn)換時間，不同A/D轉(zhuǎn)換芯片，其轉(zhuǎn)換時間各異，對于連續(xù)變化較快的模擬信號如果不采取采樣保持措施，將會引起轉(zhuǎn)換誤差。

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紅外單光子探測器的研制

單光子探測作為一項重要的微弱信號檢測技術(shù)，在物理學、天文學、化學、生物學、醫(yī)學等學科內(nèi)眾多領(lǐng)域均有著十分廣泛的應(yīng)用。近些年，隨著量子力學和信息科學的發(fā)展，誕生了一門新的學科分支—量子信息科學。量子信息科學已經(jīng)成為物理學和信息學界關(guān)注的焦點。在這門學科中，單光子探測技術(shù)同樣起著非常重要的作用。 目前，量子信息科學的研究中大量采用單光子作為量子信息的載體，因此單光子探測技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。單光子探測將單光子激發(fā)的單個光電子信號放大，通過脈沖甄別和數(shù)字計數(shù)等技術(shù)識別提取極弱光電子信號，達到光電探測的超靈敏極限。

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