单光子探测器应用——光子源特性测试

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能量量子——光子。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。光子源特性测试：随着量子物理技术，非线性技术和量子点技术的进步和发展，单光子源和光子纠缠源的开发需求日益增多，再这些设备的开发过程中，需要高灵敏度的检测手段来对其进行特性分析和测试，单光子计数器就是一种有效的手段。

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单光子探测仪的材料

超导TES单光子探测器本质上属于热探测器的一种。典型的热探测器包括吸收能量的吸收体，测量温度变化的温度计，维持恒定温度的热沉，以及吸收体和热沉之间的弱热连接。测器的核心是由一层生长在硅衬底上、尺寸在20 m×20 m左右、厚度为几十纳米的超导薄膜。其他材料可采取镶嵌靶面的方法，整个靶面由约10万个单独探测器组成。在薄膜的两端施加恒定电压，由于低温下薄膜中电子与声子之间的弱热耦合作用，焦耳热功率的存在使薄膜电子系统的温度Te高于声子系统的温度Tp，这被称为“热电子”效应.作为单光子探测器使用时，超导薄膜中的电子系统同时承担了热探测器的吸收体和TES温度计的双重功能。由于薄膜中声子系统与硅衬底之间较强的热耦合作用，声子系统的温度等于硅衬底的温度(Tp=Tb)，声子系统充当了热探测器中的热沉。薄膜电子系统和声子系统之间的弱热耦合构成了热探测器所需要的弱热连接。

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单光子探测器工作原理是什么？

高分辨率的光谱测量：

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。

2生物发光：

生物发光是一种微弱的准连续光子辐射现象。利用单光子探测技术能对生物发光进行有效探测，可用于分析生物体内特别体系的功能以及细胞的代谢或***过程，还能有效的推动现代***对于脑功能和***工程的研究。

3光纤传感：

光纤传感工作频带宽、动态范围大、适合遥测遥控、可低损耗传输，利用单光子探测技术可极大地提高光纤传感的灵敏度和监控长度，对输油管道和海底光缆的安全监控、大型建筑的火灾报警、海岸线或边境安全等领域具有重大意义。