超导单光子探测器方案设计外包「在线咨询」

单光子探测器工作原理是什么？

单光子探测是一种探测超低噪声的技术，增强的灵敏度使其能够探测到光的较小能量量子——光子。单光子探测器可以对单个光子进行计数，实现对极微弱目标信号的探测，因此也活跃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领域中。

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单光子探测器的现状及其发展

对于可见光探测，光电倍增管有很好的响应度，暗电流也非常小，很早就用于单光子计数，现在技术已经比较成熟，市场上也有了不少类似的产品。然而随着人们对红.外光研究的不断深入，特别是近年来通信技术、密码术的研究不断引起各国的重视，对红外通信波段（850nm、1310nm和1550nm)单光子探测器的研究也就显得尤为迫切。然而，在这个波段光电倍增管却显得无能为力，即使是很好的红外光阴极-Si阴板，光谱响应到1050nm就已经截止了，仅这一点就排除了它在红外通信波段的应用。即便在850nm波段，考虑到光电倍增管工作电压很高和使用维护的复杂程度，在实际应用中人们还是选用Si-APD雪崩光电二极管。现在对Si的研究已经趋于成熟，Si一APD 也已经有了比较好的制造工艺。国外已经有公司开发出了专门针对850nm单光子探测的商用Si-APD。而在1310nm和1550nm波段，Si-APD已经不能用丁进行单光子探测了，因此在这两个波段一般选用InGaAs-APD，但由丁制造工艺的问题，目前还没有专门针对单光子探测的InGaAs-APD。国外对这两个波段的单光子探测的报道，超导单光子探测器方案，一般都是关于利用现有针对光纤通信的商用APD，通过优化外围驱动电路，改善工作环境，使其达到单光子探测的目的。目前，国内也已经有了不少科研院所正在对这两个波段的单光子探测器进行研究，为实现密钥分发技术（QKD）的实用化而做准备。

单光子探测

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。

单光子探测是弱光测量技术的***，在量子信息、物理、生物、化学和天文学领域具有关键性的作用。传统以光电倍增管或雪崩二极管为基础的单光子探测器的低灵敏度和高暗计数限制了信噪比的提高，低计数率限制了测量速度和动态范围。