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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光子型探测器的材料

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三元合金半导体碲镉(Hg1-xCdxTe)是一种有重要应用价值的探测器材料，它的禁带宽度随组成而变化。调节x值，可将探测器的峰值响应波长选择在1～30微米之间任何一个波长上,其中x=0.20左右的材料（相应的探测器峰值响应波长在 8～13微米）。碲镉材料还具有介电常数小，热膨胀系数小，电子迁移率高等优点，适宜于制作、多用途和新颖结构的光子型探测器。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。扫积型光子探测器就是以碲镉材料为优选材料做成的新颖结构的光子探测器。器件所接受的光照是一个自左向右扫描的光点。器件两端加以偏置电压。当照射在某一位置上的光点激发出光生载流子后，这些载流子即在偏置电压的驱动下向信号读出区作漂移运动。选择光点扫描速度，使它严格等于光生载流子的迁移速度。这样，当光点从器件一端扫到另一端时所产生的光生载流子可以同步地累积在一起，并进入信号读出区。与光电导探测器相似，形成电信号。扫积型探测器的偏置电压要足够大，使载流子在漂移过程中来不及复合，也来不及扩散。器件不能过长，一般只相当于含10～20单元的线列器件的长度。

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单光子探测器相关知识

单光子探测器是灵敏的微弱光测量仪器，在量子信息、激光雷达、光纤传感、生物荧光探测等领域有广泛的应用需求。在量子通信系统中，通信波段单光子探测器是其中的核心器件，其性能直接决定了通信距离、通信速率等关键参数。