中存儲二進(jìn)制光子計數(shù)庐完。像素內(nèi)門定義了相對于 20 MHz 外部觸發(fā)信號的時間窗口涮瞻，其中像素對光子敏感。全全光相機(jī)是一種全新的 3D 成像設(shè)備假褪，利用 動量-位置糾纏和光子數(shù)相關(guān)性來提供全光設(shè)備典型的重新聚焦和超快速署咽、免掃描的 3D 成像能力，以及標(biāo) 準(zhǔn)全光相機(jī)無法實現(xiàn)的顯著增強(qiáng)的性能:衍射J限分辨率生音、大焦深和超低噪聲宁否；然而，為了使所 提出的器件的量子優(yōu)勢有效并吸引Z終用戶缀遍，需要解決兩個主要挑戰(zhàn)慕匠。首先，由于相關(guān)測量需要大量的幀 來提供可接受的信噪比域醇，如果用商業(yè)上可獲得的高分辨率相機(jī)來實現(xiàn)台谊，量子全光成像(QPI)將需要幾十秒 到幾分鐘的采集時間。第②譬挚，為了檢索 3D 圖像或重新聚焦 2D 圖像锅铅，對這 ...
PC中，在高光子計數(shù)率下减宣，由于儀器的死區(qū)時間盐须，大多數(shù)入射光子將無法被測量。這將導(dǎo)致堆積效應(yīng)漆腌，即每個激發(fā)脈沖只記錄到達(dá)時間較短的光子贼邓。光子的損失與較長的到達(dá)時間將產(chǎn)生一個不正確的光子直方圖，導(dǎo)致測量的熒光壽命的整體縮短闷尿。為了避免這些影響塑径，探測器上的光子計數(shù)較低是可取的，理想情況下<10%的激勵重復(fù)率填具。因此统舀，通常情況下，時域方法通過多個激勵脈沖檢測一個熒光光子灌旧，因此需要多個激勵脈沖來構(gòu)建直方圖如圖1(a)及1(b)绑咱。通過光子計數(shù)測量的FLIM的信噪比绰筛，(SNR)取決于每個像素(N)檢測到的光子數(shù)量枢泰，因此它隨N的平方根而變化。因此铝噩，為了改進(jìn)FLIM的信噪比衡蚂，光子探測過程重復(fù)數(shù)千次，生成熒光光子 ...
時間相關(guān)單光子計數(shù)）毛甲。目前年叮，應(yīng)用zui為廣泛的是TCSPC法，其基本原理是在一個極短的時間窗口內(nèi)精確測量單個光子的到達(dá)時間玻募。當(dāng)激光或其他光源激發(fā)樣品時只损，樣品會發(fā)射熒光光子。這些光子傳播到檢測器七咧，其中每個光子的到達(dá)時間都被記錄下來跃惫。記錄到達(dá)時間的數(shù)據(jù)可以被用來創(chuàng)建熒光壽命的時間衰減曲線，該曲線描述了熒光光子的時間分布艾栋。通過分析這些時間分布爆存，可以獲得關(guān)于樣品的信息，如熒光壽命蝗砾、發(fā)光光譜和熒光量子產(chǎn)率先较。其基本原理是測量光子到達(dá)探測器的時間。當(dāng)一個光子被探測到時悼粮，會觸發(fā)一個計數(shù)器闲勺，記錄光子到達(dá)的時間。通過多次測量并記錄光子到達(dá)的時間扣猫，可以生成光子到達(dá)時間的分布曲線霉翔，如圖2所示，從而獲得有關(guān)樣品的信息 ...
向光譜儀或單光子計數(shù)器苞笨。泵浦探針時間分辨裝置b)有一個FM(翻轉(zhuǎn)鏡)债朵，可用于在TR(光電二極管)和TRKR(平衡光電二極管)測量之間切換。S是樣本的縮寫瀑凝。所有的時間分辨測量都是在Quantum Design的OptiCool的測試版中完成的(圖2)序芦。該系統(tǒng)的溫度范圍為1.5 - 350k，磁場達(dá)到7t粤咪。對于光學(xué)訪問谚中，有七個側(cè)窗和一個頂窗。樣品階段為半徑6厘米寥枝，而超導(dǎo)磁體內(nèi)緣之間的空間為9厘米宪塔，這為定制件提供了充足的空間(圖2c)。該系統(tǒng)的特性允許多種磁光實驗配置囊拜。因此某筐，泵探針測量和TRPL測量使用這個多功能系統(tǒng)進(jìn)行」邗危可調(diào)諧的76 MHz Ti:Sapphire激光器(700 - 980 nm) ...
光子源偏振糾纏驗證實驗1900年南誊，普朗克為了克服經(jīng)典理論解釋黑體輻射規(guī)律的困難身诺，引入了能量子概念，為量子理論奠下了基石抄囚。隨后霉赡，愛因斯坦針對光電效應(yīng)實驗與經(jīng)典理論的矛盾，提出了光量子假說幔托，并在固體比熱問題上成功地運用了能量子概念穴亏，為量子理論的發(fā)展打開了局面。1913年重挑，玻爾在盧瑟福有核模型的基礎(chǔ)上運用量子化概念迫肖，對氫光譜作出了滿意的解釋，使量子論取得了初步勝利攒驰。從1900年到1913年蟆湖，可以稱為量子論的早期。以后玻粪，玻爾隅津、索末菲和其他許多物理學(xué)家為發(fā)展量子理論花了很大力氣，卻遇到了嚴(yán)重困難劲室。要從根本上解決問題伦仍，只有待于新的思想，那就是“波粒二象性”很洋。光的波粒二象性早在1905年和1916年就已由愛 ...
理的多通道單光子計數(shù)的潛力充蓝。因為CMOS技術(shù)支持模塊化、可擴(kuò)展構(gòu)建喉磁，具有大型計數(shù)器和快速電子處理能力谓苟，其完全集成了的門控選項，因此SPADs可以達(dá)到高定時性能协怒，并且沒有全局計數(shù)限制涝焙。直到zui近，兆像素時間分辨SPAD相機(jī)的主要問題是采用專用時間戳和光子計數(shù)電路的智能SPAD像素的小型化孕暇。下面我們將介紹SPAD技術(shù)的相關(guān)原理仑撞。單光子雪崩二極管（SPAD）是熒光相關(guān)光譜（FCS）等單光子計數(shù)應(yīng)用的主要工具。這些探測器可以被視為等效于光電倍增管妖滔，光電倍增管將入射光子轉(zhuǎn)換為可以計數(shù)的電脈沖隧哮。它們計數(shù)單個光子的能力減少了增益噪聲或電路噪聲的影響。SPAD是在擊穿電壓Vbreak以上工作的光電探測器座舍，即 ...
熒光壽命成像技術(shù)在微塑料識別中的應(yīng)用微塑料問題已成為全qiu關(guān)注的環(huán)境問題沮翔，其在多種生態(tài)系統(tǒng)中的累積導(dǎo)致了對野生生物及人類健康的潛在風(fēng)險。熒光壽命成像（FLIM）技術(shù)作為一種先jin的識別手段簸州，在微塑料研究領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力鉴竭。隨著塑料使用量的持續(xù)增長歧譬，微塑料的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重岸浑。傳統(tǒng)的微塑料檢測方法往往耗時且效率不高搏存。FLIM技術(shù)提供了一種高效的解決方案，能夠通過分析微塑料的熒光壽命來快速識別和分類這些污染物矢洲。FLIM技術(shù)的核心在于使用熒光壽命作為區(qū)分不同物質(zhì)的依據(jù)璧眠。熒光壽命是指材料被激光激發(fā)后，發(fā)出熒光持續(xù)的時間读虏。在FLIM設(shè)備中责静，一個特定波長的激光被用來激發(fā)微塑料樣本。樣本吸收激光 ...
機(jī)和更高效的光子計數(shù)系統(tǒng)以及更快速的SPAD探測器盖桥，使得FLIM能夠以接近視頻速率捕獲動態(tài)生物過程灾螃。2. 數(shù)據(jù)分析的進(jìn)步：數(shù)據(jù)處理和分析軟件的改進(jìn)使得從復(fù)雜的FLIM數(shù)據(jù)中提取有用信息變得更加高效和準(zhǔn)確。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法揩徊，可以自動識別和分析FLIM數(shù)據(jù)中的模式腰鬼，從而為生物學(xué)提問提供更深入的見解。3. 在生物醫(yī)學(xué)研究中的新應(yīng)用：FLIM技術(shù)在監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)環(huán)境如pH值塑荒、氧氣和鈣離子濃度變化方面的應(yīng)用越來越廣泛熄赡。此外，結(jié)合F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）技術(shù)齿税，F(xiàn)LIM被用于研究蛋白質(zhì)間的相互作用和信號傳導(dǎo)路徑彼硫。4. 多模態(tài)成像：FLIM與其他成像技術(shù)如超分辨率成像阿蝶、多光子成像和光聲成像 ...
基于SPAD單光子相機(jī)的LiDAR技術(shù)革新單光子光探測和測距（激光雷達(dá)）是在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行深度成像的關(guān)鍵技術(shù)陨亡。盡管zui近取得了進(jìn)展，一個開放的挑戰(zhàn)是能夠隔離激光雷達(dá)信號從其他假源螺垢，包括背景光和干擾信號牵舱。本文介紹了一種基于量子糾纏光子對的LiDAR（光探測與測距）技術(shù)他托，該技術(shù)通過利用時空糾纏光子對及SAPD單光子相機(jī)的特性，顯著提高了在復(fù)雜環(huán)境中的探測精度和抗干擾能力仆葡。該技術(shù)使用SPAD單光子相機(jī)作為探測端赏参，并通過內(nèi)置的時間相關(guān)單光子步進(jìn)偏移計數(shù)技術(shù)來提高測量時間精度。光源使用了一個基于β-鋇硼酸鹽（BBO）晶體的非線性光學(xué)晶體來產(chǎn)生糾纏光子對沿盅。通過精確控制光子對的發(fā)射和接收把篓，以及利用SPAD ...
標(biāo)進(jìn)行評估。光子計數(shù)-繪制實時時間間隔直方圖光子計數(shù)是量子光學(xué)等領(lǐng)域的研究中一項重要的實驗技術(shù)腰涧，通過測量光子到達(dá)的時間間隔從而了解光子的行為特性韧掩。Moku 的時間間隔與頻率分析儀zui強(qiáng)大的功能之一就是光子計數(shù)實驗，繪制實時的時間間隔直方圖窖铡，用戶能夠觀察光子的聚束或者反聚束效應(yīng)疗锐，研究二階相關(guān)函數(shù)并且分析光子源之間的相干屬性坊谁。時間函數(shù)的二階相關(guān)性研究被廣泛用于量子光學(xué)，其中以 Hanbury-Brown-Twiss（HBT）實驗zui為zhu名滑臊，是實時直方圖生成的理想應(yīng)用案例口芍。在 HBT 實驗中，科學(xué)家在不同位置放置兩個探測器來觀察一對來自遙遠(yuǎn)光源的兩束光子光束雇卷。一束光相對于另一束光經(jīng)歷了不同的 ...
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