单光子探测器如何发现千里之外的目标

单光子探测器（SPD）是一种超低噪声器件，增强的灵敏度使其能够探测到光的很小能量量子——光子。单光子探测器可以对单个光子进行探测和计数，在许多可获得的信号强度仅为几个光子能量级的新兴应用中，单光子探测器可以一展身手。

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多通道单光子探测技术及应用

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单光子探测器是一种超灵敏的光电转换器件,可以检测光的微小能量单位-即单个光子。单光子探测器在微弱荧光检测、天文观测、量子通信、遥感等研究领域发挥着重要作用。但是,由于白光背景干扰,使得传统的单光子探测器极易发生饱和甚至损坏。并且,强背景光计数使探测系统的信噪比急剧恶化,无法有效甄别信号光子。另一方面,日盲紫外波段在近地环境中处于近似暗室环境,发展日盲紫外波段单光子探测技术,有助于消除白光背景噪声干扰。白光噪声在激光通信和测绘应用中尤为突出,成为限制单光子探测技术在这些领域广泛应用的主要技术瓶颈。虽然,硅-雪崩二极管(SiAPD)单光子探测器发展成熟,在400-1000nm波段有良好的探测性能,但是仍旧存在饱和计数率低、无法分辨光子数、日盲紫外波段探测效率低等不足,在***白光背景方面仍需深入研究。从而有了多通道单光子探测方法实现光子数分辨探测,从而提高探测系统饱和计数率,提高***背景噪声能力。基于FPGA控制的多通道单光子探测器模块,将多路SiAPD集中封装在同一模块中,通过FPGA编程控制产生SiAPD主动***电路所需的***和重置逻辑信号,并且通过FPGA采集计数脉冲,完成光子数分辨探测,从而大幅提高了多通道探测器的集成性能。另一方面,日盲紫外波段在近地环境中处于近似暗室环境,发展日盲紫外波段单光子探测技术,有助于消除白光背景噪声干扰。

单光子探测器研究新进展

现代科学技术已经发展到利用单个光子的量子态载运信息和进行计算.因此,***、灵敏地探测单个光子是量子计量、量子通信、非线性光学等量子信息科学研究中基础的技术之一.超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子检测器,具有暗计数低、探测速率高、检测频谱宽等优点,在众多领域存在潜在应用.该进展涵盖了超导单光子探测器的工作机制和理论模型,有兼容4inch硅工艺的SNSPD器件的关键技术工艺,如器件设计、材料结构、制备工艺和封装技术等.研制的超导单光子探测器,在1550nm波段,系统的单光子检测效率高达到75%,暗计数小于100cps,与国际水平相当.在不断提高SNSPD性能研究的同时,还开展了利用SNSPD进行光子数分辨的研究,以及将其应用于光时域反射仪(OTDR)中,进行长距离光纤状态的分析和检测研究.

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