單光子計數(shù)系統(tǒng)的基本原理

單光子計數(shù)系統(tǒng)在許多領域都有著廣泛的應用，化學發(fā)光反應分析試劑與樣本反應所發(fā)出的微弱光經(jīng)過單光子計數(shù)系統(tǒng)中的光電倍增管進行光電轉換,再經(jīng)放大電路、甄別電路和計數(shù)電路,可進行單光子的計數(shù)。根據(jù)化學發(fā)光分析反應所發(fā)出的光子數(shù)與待測樣本濃度之間所存在的線性關系,可以分析出人體健康的指數(shù)。單光子探測技術在高分辨率的光譜測量、非破壞性物質(zhì)分析、高速現(xiàn)象檢測、精密分析、大氣測污、生物發(fā)光、高能物理、天文測光、光時域反射(OTDR)、量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)(QKO)等領域有著廣泛的應用。

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光子型探測器原理

光子型探測器利用外光電效應制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極，當光子投射到光電陰極上時，光子可能被光電陰極中的電子吸收，獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中，光電子在帶正電的陽極的作用下運動，構成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于，在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設置了多個電位逐級上升并能產(chǎn)生二次電子的電極（稱為打拿極）。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發(fā)生倍增效應，后形成較大的光電流信號。因此，光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉換器,它由光電陰極、陽極和一個簡單的電子光學系統(tǒng)組成。光電子在受到陽極加速的同時又受到電子光學系統(tǒng)的聚焦，當它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時，便發(fā)出綠色的光像信號。量子點單光子探測器的研究進展量子點單光子探測器具有可保持測試信號完整性、理論量子效率高、工作電壓低等優(yōu)點,同時具有室溫單光子探測的潛力,最近得到了廣泛的研究。

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光電探測器

光電探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導率發(fā)生改變。光電探測器在軍事和國民經(jīng)濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業(yè)自動控制、光度計量等；光子探測器大都是由化合物半導體材料制成，材料生長難度大，器件制造技術要求高，所以價格也比較貴，目前主要在軍事上用于高性能、遠距離、快速目標的探測。在紅外波段主要用于紅外熱成像、紅外遙感等方面。光電導體的另一應用是用它做攝像管靶面。為了避免光生載流子擴散引起圖像模糊，連續(xù)薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶面的方法，整個靶面由約10萬個單獨探測器組成。

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