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。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(dá)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(xué)、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。單光子探測器是一種超靈敏的光電轉(zhuǎn)換器件,可以檢測光的微小能量單位-即單個光子。

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單光子探測——光纖傳感

單光子探測器可以對單個光子進(jìn)行探測和計數(shù)，在許多可獲得的信號強(qiáng)度僅為幾個光子能量級的新興應(yīng)用中，單光子探測器可以一展身手。

光纖傳感工作頻帶寬、動態(tài)范圍大、適合遙測遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長度，對輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報警、海岸線或邊境安全等領(lǐng)域具有重大意義。

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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)展到利用單個光子的量子態(tài)載運信息和進(jìn)行計算.因此,、靈敏地探測單個光子是量子計量、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,具有暗計數(shù)低、探測速率高、檢測頻譜寬等優(yōu)點,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、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,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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單光子探測器探測方法

高分辨率的光譜測量：

利用單光子探測技術(shù)，可極大提高光譜測量的靈敏度和準(zhǔn)確性，靈敏度提高3-4個數(shù)量級，可實現(xiàn)對微量物質(zhì)成分的光譜分析，使化學(xué)成分檢測和安全檢查等系統(tǒng)達(dá)到超高靈敏度。

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