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單光子探測技術

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。有關認為，單光子探測技術能將現有的機載光電探測距離從幾十公里提高到幾千公里，勢必帶來機載目標探測系統的革命，極大地改變未來空天戰場的作戰方式。

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單光子探測

單光子探測是一種檢測極微弱光的方法，在近紅外波段，雪崩光電二極管(APD)是探測極微弱光的主要器件之一。APD是一種能實現光電轉換且具有內部增益的高靈敏度光電探測器，其工作電壓不高，噪聲相對較小，非常適合極微弱光信號(如單個光子信號)的探測。

由于單光子探測是在高技術領域的重要地位，他已經成為各發達國家光電子學重點研究的課題之一。在密鑰分發、天文測光、分子生物學、超高分辨率光譜學、非線形光學、光時域反射等現代科學技術領域中，都涉及到極微弱光信號的檢測問題。在密鑰分發系統中，信息的載體是單光子，如何將攜帶信息的單光子探測出來是實現密鑰分發的關鍵。APD是實現單光子探測的核心器件。在單光子探測器設計中，為了開發APD的極限靈敏度，APD必須置于反向偏壓(Vb)稍高于雪崩擊穿電壓(Vbr)之上，即所謂的蓋格(Gerger Mode)模式下工作，使APD的雪崩增益M取較佳值MOPT，才能達到較高的探測效率。然而在蓋格模式時，APD的雪崩增益M不僅與環境溫度T還與其直流偏壓Vb的大小密切相關。

單光子探測器

單光子探測技術在高分辨率的光譜測量、非破壞性物質分析、高速現象檢測、精密分析、大氣測污、生物發光、高能物理、天文測光、光時域反射、量子密鑰分發系統等領域有著廣泛的應用。

單光子探測領域的研究已經取得了很大的成就，但這還是不能夠滿足人們對高科技領域探索的需求。人們對單光子探測器將主要從兩個方面去研究，一方面，研制和開發有高靈敏度新型結構的光探測器，另一方面，研究和改進探測器的外圍控制驅動技術，利用現有的探測器進行單光子探測。

單光子探測器是一種超靈敏的光電轉換器件,可以檢測光的微小能量單位-即單個光子。單光子探測器在微弱熒光檢測、天文觀測、量子通信、遙感等研究領域發揮著重要作用。但是,由于白光背景干擾,使得傳統的單光子探測器極易發生飽和甚至損壞。并且,強背景光計數使探測系統的信噪比急劇惡化,無法有效甄別信號光子。白光噪聲在激光通信和測繪應用中尤為突出,成為限制單光子探測技術在這些領域廣泛應用的主要技術瓶頸。