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、工作電壓低等優(yōu)點,同時具有室溫單光子探測的潛力, 近得到了廣泛的研究。文章介紹了基于三種不同形式量子點的單光子探測器, 討論了它們的工作原理, 對比了各自的性能和參數(shù), 總結(jié)了各種器件的特點, 說明了自組織量子點單光子探測的優(yōu)越性能。和力達(dá)電子探測器2019年1月8日，北京和力達(dá)科技推出SPCM-01型單光子探測器，是在國內(nèi)基于PMT的單光子探測器。

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單光子探測技術(shù)

近年來,以量子密鑰分配為代表的各種量子信息技術(shù)應(yīng)用獲得了飛速發(fā)展,這些應(yīng)用對單光子探測器的性能提出了非常苛刻的要求,以光電倍增管和雪崩光電二極管為代表的傳統(tǒng)單光子探測器件已經(jīng)無法滿足需求。在此背景下,出現(xiàn)了以超導(dǎo)單光子探測器為代表的新型低溫單光子探測器件,其性能比現(xiàn)有商用單光子探測器有了本質(zhì)性的提升。本文綜述了迄今為止各種類型的單光子探測器,并指出各自在量子信息技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢和不足之處以及發(fā)展方向。APD門模式的單光子探測器的性能分析以InGaAsP/InP雪崩光電二極管(APD)為核心器件的紅外單光子探測技術(shù),在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使其成為近年的研究熱點。

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紅外光子探測器的分類及特點

按光—電信號轉(zhuǎn)換的不同原理，光子探測器分為光電導(dǎo)型、光伏型和光磁電型等。

光子探測器的特點是：光譜響應(yīng)有選擇性，只對短于某一特定波長的紅外輻射有響應(yīng)，這一特定波長稱為截止波長（指在長波端）；響應(yīng)速度快，比熱探測器要高幾個數(shù)量級，一般光電導(dǎo)探測器響應(yīng)時間在微秒級，光伏探測器的響應(yīng)時間在納秒級或更快；探測靈敏度高，與熱探測器相比，大約高出兩個數(shù)量級；近年來，隨著量子密碼的發(fā)展，單光子探測器作為單光子水平微弱信號檢測儀器，成為量子信號光電轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。探測器靈敏度與工作溫度有關(guān)，工作溫度降低，探測器靈敏度就能提高，有的光子探測器只能在低溫工作，需要制冷條件。光子探測器大都是由化合物半導(dǎo)體材料制成，材料生長難度大，器件制造技術(shù)要求高，所以價格也比較貴，目前主要在軍事上用于、遠(yuǎn)距離、快速目標(biāo)的探測。但隨著技術(shù)進步，工藝水平提高，價格降低，它們在民用中也占有一定市場，并具有廣闊發(fā)展前景。

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單光子探測器

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單光子探測模塊是滿足共聚焦顯微，熒光，發(fā)冷光和TCSPC的弱光探測需求的獨立模塊。Excelitas的單光子探測模塊SPCM提供市場上相對優(yōu)良的光子計數(shù)性能，例如高探測效率，低后脈沖，高均一性，高線性動態(tài)范圍和低暗計數(shù)。

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