单光子探测技术

近年来,以量子密钥分配为代表的各种量子信息技术应用获得了飞速发展,这些应用对单光子探测器的性能提出了非常苛刻的要求,以光电倍增管和雪崩光电二极管为代表的传统单光子探测器件已经无法满足需求。在此背景下,出现了以超导单光子探测器为代表的新型低温单光子探测器件,其性能比现有商用单光子探测器有了本质性的提升。本文综述了迄今为止各种类型的单光子探测器,并指出各自在量子信息技术应用中的优势和不足之处以及发展方向。想要了解更多单光子探测仪的相关信息，欢迎拨打图片上的***电话。

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单光子探测器

其基于超导NbN薄膜材料的红外单光子探测器,以及其相应的检测电路和光路系统等,并将该探测系统应用于波长为1550nm的光子探测.通过实验和计算分析了该器件的动态电感、光响应、暗计数、脉冲重复速率和量子效率等参数.分析表明,该探测系统可用于红外单光子计数,具有暗计数低、重复速率快等特点,在众多邻域具有重要的应用前景.

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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。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。光子探测器大都是由化合物半导体材料制成，材料生长难度大，器件制造技术要求高，所以价格也比较贵，目前主要在军事上用于高性能、远距离、快速目标的探测。