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1、单光子探测技术单光子探测技术应物应物81 陈东旭陈东旭 08093005单光子探测是近年来发展起来单光子探测是近年来发展起来的一项新兴的探测技术的一项新兴的探测技术, 和其和其他已经发展较为成熟的光电探他已经发展较为成熟的光电探测技术相比测技术相比, 单光子探测的光单光子探测的光可以更为微弱可以更为微弱, 可达光子量级可达光子量级(10 J) 水平的能量水平的能量, 在量子通在量子通讯、天文探测、光学显微、激讯、天文探测、光学显微、激光测距及成像等方面开始有了光测距及成像等方面开始有了很重要的应用很重要的应用 。几种探测方法光电倍增管光电倍增管单光子雪崩光电二极管单光子雪崩光电二极管基于频率上
2、转换技术的单光子探测技术基于频率上转换技术的单光子探测技术超导单光子探测器超导单光子探测器基于量子点的单光子探测技术基于量子点的单光子探测技术可见光子计数器可见光子计数器微微通通道道板板光光电电倍倍增增管管通道光电倍增管通道光电倍增管混合结构光电探测器混合结构光电探测器硅单光子雪崩二极管 VS InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管计数率高暗计数率低耗尽层较厚时间抖动大需要较高偏置电压禁带宽度大，光谱响应上限为1100nmInGaAs作吸收层，InP作倍增层响应上限900nm-1700nm为了降低暗计数率，工作于240K以下噪声大噪声大需要大块的非线性晶体需要大块的非线性晶体波导输入输出损耗
3、大波导输入输出损耗大对偏振敏感对偏振敏感近红外、中红外波段最实用的单光子探测近红外、中红外波段最实用的单光子探测技术技术临界温度、跃迁宽度临界电流超导临界温度跃迁单电子探测器超导钨膜NbN超导纳米线单光子探测器利用半导体材料中的量子点来捕获单光利用半导体材料中的量子点来捕获单光子被吸收后产生的载流子子被吸收后产生的载流子在场效应管沟道中制作一层量子点，单光在场效应管沟道中制作一层量子点，单光子被吸收后产生的载流子被量子点捕获后，子被吸收后产生的载流子被量子点捕获后，使得沟道的电导率发生急剧改变，检测电使得沟道的电导率发生急剧改变，检测电导率的变化就可以实现单光子探测。导率的变化就可以实现单光子探测。在共振隧道二极管中生成量子点，当单光在共振隧道二极管中生成量子点，当单光子被吸收后产生的空穴被量子点捕获后，子被吸收后产生的空穴被量子点捕获后，导致二极管中隧穿电流发生显著变化，检导致二极管中隧穿电流发生显著变化，检测隧穿电流的变化就可以实现单光子探测。测隧穿电流的变化就可以实现单光子探测。测量参数计数率、暗计数、单光子量子效率（探测计数率、暗计数、单光子量子效率（探测效率）、探测效率、时间分辨率、光子数效率）、探测效率、时间分辨率、光子数分辨能力、灵敏度、时间抖动、后脉冲效分辨能力、灵敏度、时间抖动、后脉冲效应、噪声、死时间、增益、应、噪声、死时间、增益、
