單光子探測(cè)器是一款在光學(xué)、生物光學(xué)、激光測(cè)距等科研領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。近年來(lái),隨著密碼的發(fā)展,單光子探測(cè)器作為單光子水平微弱信號(hào)檢測(cè)儀器,成為信號(hào)光電轉(zhuǎn)換的-設(shè)備。
應(yīng)用范圍
? 密碼通信
? 光學(xué)、生物光學(xué)
? 激光測(cè)距
? -、水環(huán)境探測(cè)
? 熒光壽命和熒光光譜學(xué)
? 時(shí)間分辨的單分子光譜學(xué)
單光子探測(cè)是一種檢測(cè)極微弱光的方法,在近紅外波段,雪崩光電二極管(apd)是探測(cè)極微弱光的主要器件之一。apd是一種能實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換且具有內(nèi)部增益的高靈敏度光電探測(cè)器,其工作電壓不高,噪聲相對(duì)較小,非常適合極微弱光信號(hào)(如單個(gè)光子信號(hào))的探測(cè)。
由于單光子探測(cè)是在高技術(shù)領(lǐng)域的重要-,他已經(jīng)成為各發(fā)達(dá)光電子學(xué)重點(diǎn)研究的課題之一。在密鑰分發(fā)、天文測(cè)光、分子生物學(xué)、分辨率光譜學(xué)、非線形光學(xué)、光時(shí)域反射等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中,都涉及到極微弱光信號(hào)的檢測(cè)問(wèn)題。在密鑰分發(fā)系統(tǒng)中,信息的載體是單光子,如何將攜帶信息的單光子探測(cè)出來(lái)是實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)的關(guān)鍵。apd是實(shí)現(xiàn)單光子探測(cè)的-器件。在單光子探測(cè)器設(shè)計(jì)中,為了開(kāi)發(fā)apd的-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(dá)到較高的探測(cè)效率。然而在蓋格模式時(shí),apd的雪崩增益m不僅與環(huán)境溫度t還與其直流偏壓vb的大小密切相關(guān)。
單光子探測(cè)器可以對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行探測(cè)和計(jì)數(shù),在許多可獲得的信號(hào)強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級(jí)的新興應(yīng)用中。利用單光子探測(cè)技術(shù),可-提高光譜測(cè)量的靈敏度和準(zhǔn)確性,靈敏度提高3-4個(gè)數(shù)量級(jí),可實(shí)現(xiàn)對(duì)微量物質(zhì)成分的光譜分析,使化學(xué)成分檢測(cè)和安全檢查等系統(tǒng)達(dá)到靈敏度。