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              單光子探測技術擇優推薦「多圖」

              發布時間:2020-08-16 14:21  

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              單光子探測器應用——光子源特性測試

              單光子探測器(SPD)是一種超低噪聲器件,增強的靈敏度使其能夠探測到光的能量量子——光子。光子源特性測試:隨著量子物理技術,非線性技術和量子點技術的進步和發展,單光子源和光子糾纏源的開發需求日益增多,再這些設備的開發過程中,需要高靈敏度的檢測手段來對其進行特性分析和測試,單光子計數器就是一種有效的手段。高性能的單光子探測器的研制,以及量子密鑰分配方案的改進,極大地提高了量子密鑰分配的速率和距離。

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              單光子探測儀的介紹

              單光子探測技術,是近些年剛剛起步的一種新式光電探測技術,其原理是利用新式光電效應,可對入射的單個光子進行計數,以實現對極微弱目標信號的探測。單光子探測是一種極微弱光探測法,它所探測的光的光電流強度比光電檢測器本身在室溫下的熱噪聲水平(10^-14W)還要低,用通常的直流檢測方法不能把這種湮沒在噪聲中的信號提取出來。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極,當光子投射到光電陰極上時,光子可能被光電陰極中的電子吸收,獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。

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              單光子探測原理

              單光子探測將單光子激發的單個光電子信號放大,通過脈沖甄別和數字計數等技術識別提取極弱光電子信號,達到光電探測的超靈敏極限。率單光子測控由于其巨大科研價值和重要戰略地位已成為近年國際上活躍的前沿領域之一,不僅是現代信息科學、精密測量、量子技術、超靈敏探測等高新技術的迫切需要,其自身迅猛發展帶來了系列化原理和概念的突破,已形成一個新學科分支:單光子測控物理學,表面等離子激元學、紅外光子學等以及相關高新技術發展。三元合金半導體碲鎘(Hg1-xCdxTe)是一種有重要應用價值的探測器材料,它的禁帶寬度隨組成而變化。

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              光電探測器的歷史發展

              1873年,英國發現硒的光電導效應,但是這種效應長期處于探索研究階段,未獲實際應用。隨著半導體的發展,各種新的光電導材料不斷出現。結果表明系統的暗計數對信道容量的影響很小,而發送端的平均光子數是影響系統的通信性能的關鍵因素,信道容量很大可達到1.77bit/碼元。在可見光波段方面,到50年代中期,性能良好的硒化鎘光敏電阻和紅外波段光電探測器都已投入使用。60年代初,中遠紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導探測器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(鍺摻金)和Ge:Hg光電導探測器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元系材料的研究取得進展。 工作原理和特性 光電導效應是內光電效應的一種。

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