单光子计数器——光子计数方法

具有的优点如下：

1.信噪比和测量精度高。在极弱辐射测量时，比电荷积分法高5~10倍，可以区分信号强度的微小差别。

2.可以探测极低的辐射通量。

3.动态范围宽，可达1000000。

4.可以方便地用二次测量之差方法扣除本底计数。

5.好。在直流测量方法中，小电流放大器的零点漂移、管子增益及暗电流漂移等均难解决，而在光子计数测量系统中，放大倍数变化对于计数影响不大，所以有很好的事件稳定性。

6.消除了漏电流的影响。

7.便于数据处理。测量结果是脉冲数目，可以不经过模拟数字变换，直接输出到计算机进行分析处理或数显。

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单光子探测——光谱测量

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。利用单光子探测技术，可极大提高光谱测量的灵敏度和准确性，灵敏度提高3-4个数量级，可实现对微量物质成分的光谱分析，使化学成分检测和安全检查等系统达到超高灵敏度。用雪崩二极管量子效率高，但是增益比较低，比较难实现，当然也可能这几年技术进步了，用得也多了起来。

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单光子探测器及计数器

单光子探测是一种极微弱光探测法，它所探测的光的光电流强度比光电检测器本身在室温下的热噪声水平(10^-14W)还要低，用通常的直流检测方法不能把这种湮没在噪声中的信号提取出来。单光子计数方法利用弱光照射下光子探测器输出电信号自然离散的特点，采用脉冲甄别技术和数字计数技术把极其弱的信号识别并提取出来。测器的核心是由一层生长在硅衬底上、尺寸在20m×20m左右、厚度为几十纳米的超导薄膜。

单光子探测技术在高分辨率的光谱测量、非***性物质分析、高速现象检测、精密分析、大气测污、生物发光、高能物理、天文测光、光时域反射(OTDR)、量子密钥分发系统(QKO)等领域有着广泛的应用。

单光子探测电路设计

基于门控制模式的雪崩***方法,对工作波长为1.31μm的单光子探测器件InGaAs/InP雪崩光电二极管的高压电源和单光子信号检测电路进行了设计,同时对设计中所涉及的关键问题进行了分析。通过巧妙设计脉冲发生器的单稳态电路等效地实现了直流电平叠加脉冲的'光子门',通过使用跨阻前置放大器和精密比较甄别器等能在一定程度上提高探测的灵敏度。因此，在天文学、光谱学、激光测距和闪烁计数等方面，光电倍增管得到广泛应用。

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