單光子探測器檢測歡迎來電「多圖」

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。調節x值，可將探測器的峰值響應波長選擇在1～30微米之間任何一個波長上,其中x=0。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。

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單光子探測——光譜測量

單光子探測器可以對單個光子進行探測和計數，在許多可獲得的信號強度僅為幾個光子能量級的新興應用中，單光子探測器可以一展身手。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。利用單光子探測技術，可極大提高光譜測量的靈敏度和準確性，靈敏度提高3-4個數量級，可實現對微量物質成分的光譜分析，使化學成分檢測和安全檢查等系統達到超高靈敏度。

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應用于單光子探測的超導微波動態電感探測器

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微波動態電感探測器是利用低能隙超導材料制成具有高Q值的微波共面波導諧振器,藉由光子破壞Cooper Pairs造成電路中動態電感的改變進而影響諧振器特性的原理來實現單光子探測。超導紅外單光子探測器其基于超導NbN薄膜材料的紅外單光子探測器,以及其相應的檢測電路和光路系統等,并將該探測系統應用于波長為1550nm的光子探測。它特殊的結構和優良的性能使其在陣列集成應用中展現出比較大的優越性,所以在宇宙天文探測領域尤其是在宇宙微波背景輻射探測方面具有巨大應用價值,而且現已在一些相關任務中發揮重要作用。

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單光子探測儀的材料

超導TES單光子探測器本質上屬于熱探測器的一種。典型的熱探測器包括吸收能量的吸收體，測量溫度變化的溫度計，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。測器的核心是由一層生長在硅襯底上、尺寸在20 m×20 m左右、厚度為幾十納米的超導薄膜。從而有了多通道單光子探測方法實現光子數分辨探測,從而提高探測系統飽和計數率,提高抑制背景噪聲能力。在薄膜的兩端施加恒定電壓，由于低溫下薄膜中電子與聲子之間的弱熱耦合作用，焦耳熱功率的存在使薄膜電子系統的溫度Te高于聲子系統的溫度Tp，這被稱為“熱電子”效應.作為單光子探測器使用時，超導薄膜中的電子系統同時承擔了熱探測器的吸收體和TES溫度計的雙重功能。由于薄膜中聲子系統與硅襯底之間較強的熱耦合作用，聲子系統的溫度等于硅襯底的溫度(Tp=Tb)，聲子系統充當了熱探測器中的熱沉。薄膜電子系統和聲子系統之間的弱熱耦合構成了熱探測器所需要的弱熱連接。

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