發(fā)布時(shí)間: 2022-07-08 點(diǎn)擊次數(shù): 826次
單光子探測(cè)器是一種探測(cè)超低噪聲的技術(shù),增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測(cè)到光的最小能量量子——光子。它可以對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行計(jì)數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)極微弱目標(biāo)信號(hào)的探測(cè),因此也活躍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)用領(lǐng)域中。
單光子探測(cè)器出現(xiàn)的技術(shù)背景:
根據(jù)光的粒子性,光是由大量的光子組成的,光子的能量由光的頻率決定,可見(jiàn)光波段的單個(gè)光子的能量非常低,如波長(zhǎng)為630nm的單色光,單個(gè)光子的能量為3.16×10(-19)J,要探測(cè)到能量如此低的單個(gè)光子信號(hào),需要采用特殊的光電檢測(cè)件,以光電倍增管和雪崩光電二極管為代表的傳統(tǒng)為弱光檢測(cè)提供了最高的靈敏度,自誕生起就一直支撐著前沿的科學(xué)研究和工程應(yīng)用,在物理,化學(xué),生物,環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)用。
隨著科學(xué)技術(shù)和工藝水平的發(fā)展,它的性能指標(biāo)也在不斷的提高以滿足各種不同的應(yīng)用需求,近年來(lái),由于顯示出巨大的應(yīng)用前景,量子信息技術(shù)引起了人們極大的興趣并得到了飛速發(fā)展,如量子計(jì)算日、量子密鑰分配等等,由于量子信息技術(shù)利用單個(gè)基本粒子如光子等對(duì)信息進(jìn)行編碼和操控。
因此對(duì)單光子探測(cè)器提出了極其苛刻性能要求,如探測(cè)效率,計(jì)數(shù)率,光譜響應(yīng)范圍,光子數(shù)分辨能力等等都必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有器件性能,為了滿足這些日益增長(zhǎng)的需求,研究人員在努力改進(jìn)傳統(tǒng)的同時(shí),也在不斷的探索新的單光子探測(cè)技術(shù)。