什么是單光子探測儀

單光子探測器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測到光的能量量子——光子。光電探測器件的應(yīng)用選擇，探測器結(jié)構(gòu)實(shí)際上是應(yīng)用時(shí)的一些事項(xiàng)或要點(diǎn)。單光子探測器可以對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行探測和計(jì)數(shù)，在許多可獲得的信號(hào)強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級(jí)的新興應(yīng)用中，單光子探測器可以一展身手。利用類似于人眼桿狀細(xì)胞的光探測機(jī)理，美國西北大學(xué)和伊利諾斯州大學(xué)的研究小組已經(jīng)開發(fā)出了紅外單光子聚焦載流子增強(qiáng)傳感器（FOCUS）。該裝置有望在生物光子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像、非破壞性材料檢查、國土安全與監(jiān)視、軍事視覺與導(dǎo)航、量子成像以及加密系統(tǒng)等方面取得廣泛應(yīng)用。

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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。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業(yè)自動(dòng)控制、光度計(jì)量等。探測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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單光子探測器研究新進(jìn)展

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到利用單個(gè)光子的量子態(tài)載運(yùn)信息和進(jìn)行計(jì)算.因此,、靈敏地探測單個(gè)光子是量子計(jì)量、量子通信、非線性光學(xué)等量子信息科學(xué)研究中基礎(chǔ)的技術(shù)之一.超導(dǎo)納米線單光子探測器(SNSPD)是一種新型單光子檢測器,具有暗計(jì)數(shù)低、探測速率高、檢測頻譜寬等優(yōu)點(diǎn),在眾多領(lǐng)域存在潛在應(yīng)用.該進(jìn)展涵蓋了超導(dǎo)單光子探測器的工作機(jī)制和理論模型,有兼容4inch硅工藝的SNSPD器件的關(guān)鍵技術(shù)工藝,如器件設(shè)計(jì)、材料結(jié)構(gòu)、制備工藝和封裝技術(shù)等.研制的超導(dǎo)單光子探測器,在1550nm波段,系統(tǒng)的單光子檢測達(dá)到75%,暗計(jì)數(shù)小于100cps,與國際水平相當(dāng).在不斷提高SNSPD性能研究的同時(shí),還開展了利用SNSPD進(jìn)行光子數(shù)分辨的研究,以及將其應(yīng)用于光時(shí)域反射儀(OTDR)中,進(jìn)行長距離光纖狀態(tài)的分析和檢測研究.

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