中文：單光子佑菩；英文：single-photon

單光子探測技術(shù)普遍用于通訊厚柳、量子信息、熒光和拉曼光譜學等領(lǐng)域沐兵，特別是量子信息計數(shù)和微光探測技術(shù)很關(guān)鍵的器件之一别垮。目前，可用的單光子探測器件有：光電倍增管（PMT）扎谎，工作在蓋革模式下的雪崩光電二級管（APD）等碳想。在400至900nm光波段，以硅APD為敏感元件的單光子探測器性能良好毁靶，暗計數(shù)小于25cps胧奔，量子效率在650nm附近可高達到70%。但由于帶隙寬度的限制老充，硅APD對波長1微米以上的光沒有響應(yīng)葡盗。在近紅外光波段（1100~1650nm），目前性能很好的是基于銦鎵砷（）APD的單光子探測器啡浊，其量子效率在1.55μm波長處能達約25%觅够，暗計數(shù)約10^3cps左右∠锵總體而言喘先，不論光電倍增管還是基 ...

單光子是光的最小能量單元。常見單光子探測器根據(jù)光電效應(yīng)制作而成廷粒，這種機制的主要是雪崩二極管窘拯，由于其探測效率低红且、暗計數(shù)比較大，限制其應(yīng)用涤姊。而工作于超導態(tài)的單光子探測機理在100年以前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)暇番，隨著近代微電子、微加工技術(shù)的出現(xiàn)思喊，使得超導單光子探測器才成為可能壁酬。超導單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導膜組成。為了更高效的探測單光子恨课，該帶隙通常被做成曲線型舆乔。為了可以產(chǎn)生電脈沖，在超導帶加DC電流偏置剂公，形成超導臨界態(tài)希俩。當窄帶隙吸收光子后，形成具有非平衡濃度的準粒子區(qū)域纲辽。 此時颜武，電流密度超過臨界水平，并在納米帶上形成電阻區(qū)域文兑。該電阻區(qū)域是由于單光子在該位置打破了該點超導態(tài)盒刚，形成一個熱點，熱點 ...

單光子計數(shù)器現(xiàn)可分兩大類：時間相關(guān)單光子計數(shù)器和單光子計數(shù)器/單光子探測器绿贞；前者更多被稱作時間相關(guān)單光子計數(shù)器（TCSPC）因块，更多應(yīng)用在比較關(guān)心單光子對應(yīng)的時間信息,而其根據(jù)分辨率不同、通道數(shù)不同又存在差異籍铁；后者更多被稱為單光子探測器涡上，因為其內(nèi)部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景拒名，應(yīng)用更加偏重單光子的數(shù)量吩愧，這種產(chǎn)品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計數(shù)器的功能增显。本篇著重介紹后者雁佳，單光子計數(shù)器/單光子探測器（SPD）⊥疲基本框圖如下圖所示糖权，主要由APD、偏壓控制炸站、溫度控制星澳、信號采樣、信號處理模塊旱易、MCU控制器組成禁偎。圖1 系統(tǒng)框圖從上圖可看出腿堤，其核心部件是APD；當光照射 ...

基于APD型單光子計數(shù)器系統(tǒng)簡介》中如暖，簡單介紹了單光子計數(shù)器/單光子探測器（SPD）的結(jié)構(gòu)組成以及模塊功能笆檀。本篇文章主要說明兩種工作模式。上篇文章中盒至，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應(yīng)輸出信號误债。這兩種模式對于探測不可預(yù)測的光子到達非常有用。自由運行模式可以用于粗略測量妄迁，門控模式用于更高精度測量。在自由運行模式下李命，APD連續(xù)檢測光子登淘。在這種配置中，不需要外部時鐘(異步模式)封字。每次檢測到光子黔州，都會發(fā)送到一個脈沖，然后在APD上持續(xù)一個空載時間(持續(xù)時間由用戶設(shè)置)阔籽。 在空載時間內(nèi)流妻，即使光子仍在撞擊APD，APD也不會向外輸出信號笆制∩鹫猓空載時間結(jié)束后，可以探測光子在辆。在門控模式下证薇，需要外加 ...

在之前眾多的文章中，我們從探測器的整體使用匆篓、單個控制模塊浑度、脈沖整形模塊、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD鸦概，相信大家對這款探測器比較熟悉了箩张。這篇文章中，將更加深入的了解這款探測器窗市。探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體先慷、壓縮機、偏置電流控制器谨设、氦氣管熟掂。其中探測器腔體主要有：外殼、冷頭扎拣、SSPD芯片以及同軸線纜等部件赴肚；偏置電流控制器有新舊兩個版本素跺，主要有低噪放大器、偏置電流控制器誉券、顯示等部分指厌；納米芯片安裝在探測器腔體中。探測器芯片需要工作在超低狀態(tài)踊跟，使得芯片可以工作在超導態(tài)踩验。因此整套系統(tǒng)都是圍繞這一點工作；首先為了芯片可以工作在比較好的狀態(tài)下商玫，需要將腔內(nèi)的空氣排空箕憾，達到一定的真空條件；這時候壓 ...

（波前畸變）單光子激發(fā)相比拳昌，雙光子激發(fā)具有更好的限制袭异，因為由兩個光子同時激發(fā)的可能性與光強度的平方成正比。因此炬藤，雙光子激發(fā)以焦點距離的四次冪衰減[8]御铃。然而，這種低激發(fā)的可能性使得操作模式對改變焦點的PSF的像差敏感沈矿。為了確保在大體積上的一致激發(fā)上真，校正顯微鏡中SLM和其余光學元件的像差是很重要的。許多用于表征和校正像差的算法都基于Zernike多項式羹膳。然而睡互，對圓形孔徑的依賴不適用于描述正方形或矩形陣列的像差。已經(jīng)開發(fā)了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]溜徙，以確保SLM的有效區(qū)域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好湃缎。如圖7所示，由于使用了制造工藝蠢壹，MLO SLM的本地波前像差很低嗓违。殘留誤差被去 ...

畸變） 單光子激發(fā)相比，雙光子激發(fā)具有更好的限制图贸，因為由兩個光子同時激發(fā)的可能性與光強度的平方成正比蹂季。因此，雙光子激發(fā)以焦點距離的四次冪衰減[8]疏日。然而偿洁，這種低激發(fā)的可能性使得操作模式對改變焦點的PSF的像差敏感。為了確保在大體積上的一致激發(fā)沟优，校正顯微鏡中SLM和其余光學元件的像差是很重要的涕滋。 許多用于表征和校正像差的算法都基于Zernike多項式。然而挠阁，對圓形孔徑的依賴不適用于描述正方形或矩形陣列的像差宾肺。已經(jīng)開發(fā)了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]溯饵，以確保SLM的有效區(qū)域上的像差可以被校正到λ/ 40或更好。如圖7所示锨用，由于使用了制造工藝丰刊，MLO SLM的本身的波前像差很低。（a ...

4）處放置了單光子計數(shù)的雪崩光電二極管模塊APD增拥，這樣可以非常靈敏地將接收到的熒光轉(zhuǎn)換成電壓信號啄巧。如下圖。昊量光電獨家代理法國oxxius公司激光器掌栅，品類齊全秩仆，用途多樣，可智能控制猾封。歡迎前來咨詢逗概。 ...

程。時間相關(guān)單光子計數(shù)法（TCSPC）是目前測量熒光壽命的主要技術(shù)忘衍，其工作原理如下圖所示：使用一個窄脈沖激光激發(fā)樣品，然后檢測樣品發(fā)出的第一個熒光光子到達光信號接收器的時間卿城。由時幅轉(zhuǎn)化器（time-amplitude,TAC）將該時間成比例地轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電壓脈沖枚钓。再將該電壓脈沖通過A/D轉(zhuǎn)換通入多通道分析儀（multi-channel analyzer），在多通道分析儀中瑟押，這些輸出脈沖被依次送入各通道中搀捷，在對應(yīng)通道中計入一個信號，表明檢測到壽命為該時間的一個光子多望，經(jīng)過幾十萬次重復(fù)之后嫩舟，各個通道累計的光子數(shù)不同，從而就獲得了與原始波形一致的直方圖怀偷，由于在某一時間間隔之內(nèi)檢測到光子的幾率與熒光發(fā)射 ...

ea）家厌，采用單光子計數(shù)（TCSPC）法。通過TRPL來進一步研究比較了TiO2-PAN和P25-PAN兩種催化劑的光學性能椎工。如圖1所示饭于，TiO2-PAN和P25-PAN的衰變曲線用雙指數(shù)函數(shù)進行了很好的擬合，據(jù)此來計算他們的壽命维蒙。結(jié)果表明掰吕，TiO2-PAN相比于P25-PAN表現(xiàn)出更長的載流子壽命，分別為TiO2-PAN（2.075ns）和P25-PAN（1.275ns）颅痊，進一步證明了TiO2-PAN的高效電荷分離殖熟。TiO2-PAN良好的光學特性是由于其粒徑較小、結(jié)晶率較低斑响，這有利于配體對TiO2的LMCT敏化有好處菱属。因此钳榨，在可見光照射下TiO2-PAM作為LMCT的增敏劑表現(xiàn)出比P25-PA ...