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单光子计数器——光子计数的组成与原理

组成部分：光子计数器主要由光电倍增管、放大器、甄别器和计数器组成。

原理：光电计数器工作时，光电倍增管的光电阴极接受光辐射的照射，在光电倍增光的负载上形成了一系列的电脉冲，把它连接到放大器上。这些脉冲经放大器放大后，加在甄别器的输入器上，甄别器滤除部分噪音脉冲，只允许那些和光辐射功率成正比的脉冲通过，并送入计数器。近年来，随着量子密码的发展，单光子探测器作为单光子水平微弱信号检测仪器，成为量子信号光电转换的核心设备。

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红外光子探测器的分类及特点

按光—电信号转换的不同原理，光子探测器分为光电导型、光伏型和光磁电型等。

光子探测器的特点是：光谱响应有选择性，只对短于某一特定波长的红外辐射有响应，这一特定波长称为截止波长（指在长波端）；响应速度快，比热探测器要高几个数量级，一般光电导探测器响应时间在微秒级，光伏探测器的响应时间在纳秒级或更快；探测灵敏度高，与热探测器相比，大约高出两个数量级；综述了单光子探测器的研究进展，讨论了量子密钥生成速率的安全判据及特点，分析了量子密钥分配的主要实验进展。探测器灵敏度与工作温度有关，工作温度降低，探测器灵敏度就能提高，有的光子探测器只能在低温工作，需要制冷条件。光子探测器大都是由化合物半导体材料制成，材料生长难度大，器件制造技术要求高，所以价格也比较贵，目前主要在军事上用于、远距离、快速目标的探测。但随着技术进步，工艺水平提高，价格降低，它们在民用中也占有一定市场，并具有广阔发展前景。

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多通道单光子探测技术及应用

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单光子探测器是一种超灵敏的光电转换器件,可以检测光的微小能量单位-即单个光子。单光子探测器在微弱荧光检测、天文观测、量子通信、遥感等研究领域发挥着重要作用。但是,由于白光背景干扰,使得传统的单光子探测器极易发生饱和甚至损坏。并且,强背景光计数使探测系统的信噪比急剧恶化,无法有效甄别信号光子。白光噪声在激光通信和测绘应用中尤为突出,成为限制单光子探测技术在这些领域广泛应用的主要技术瓶颈。虽然,硅-雪崩二极管(SiAPD)单光子探测器发展成熟,在400-1000nm波段有良好的探测性能,但是仍旧存在饱和计数率低、无法分辨光子数、日盲紫外波段探测效率低等不足,在***白光背景方面仍需深入研究。从而有了多通道单光子探测方法实现光子数分辨探测,从而提高探测系统饱和计数率,提高***背景噪声能力。基于FPGA控制的多通道单光子探测器模块,将多路SiAPD集中封装在同一模块中,通过FPGA编程控制产生SiAPD主动***电路所需的***和重置逻辑信号,并且通过FPGA采集计数脉冲,完成光子数分辨探测,从而大幅提高了多通道探测器的集成性能。另一方面,日盲紫外波段在近地环境中处于近似暗室环境,发展日盲紫外波段单光子探测技术,有助于消除白光背景噪声干扰。北京和力达科技有限公司致力于极弱光检测及高速信号采集和处理服务，想了解更多关于单光子计数器的相关资讯，请持续关注本公司。