单光子探测

利用半导体材料中的量子点来捕获单光 子被吸收后产生的载流子
• 在场效应管沟道中制作一层量子点，单光 子被吸收后产生的载流子被量子点捕获后， 使得沟道的电导率发生急剧改变，检测电 导率的变化就可以实现单光子探测。
• 在共振隧道二极管中生成量子点，当单光 子被吸收后产生的空穴被量子点捕获后， 导致二极管中隧穿电流发生显著变化，检 测隧穿电流的变化就可以实现单光子探测。
• 响应上限900nm1700nm
• 为了降低暗计数率， 工作于240K以下
• 噪声大 • 需要大块的非线性晶体 • 波导输入输出损耗大 • 对偏振敏感
• 近红外、中红外波段最实用的单光子探测 技术
• 临界温度、跃迁宽度 • 临界电流
超导临界温度跃迁单电子探测器
超导钨膜
NbN超导纳米线单光子探测器
单光子探测技术
单光子探测是近年来发展起来
的一项新兴的探测技术, 和其
他已经发展较为成熟的光电探
测技术相比, 单光子探测的光
可以更为微弱, 可达光子量级
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(10 J)
水平的能量,
来自百度文库在量子通
讯、天文探测、光学显微、激
光测距及成像等方面开始有了
很重要的应用 。
几种探测方法
• 光电倍增管 • 单光子雪崩光电二极管 • 基于频率上转换技术的单光子探测技术 • 超导单光子探测器 • 基于量子点的单光子探测技术 • 可见光子计数器
测量参数
• 计数率、暗计数、单光子量子效率（探测 效率）、探测效率、时间分辨率、光子数 分辨能力、灵敏度、时间抖动、后脉冲效 应、噪声、死时间、增益、
微 通 道 板 光 电 倍 增 管
通道光电倍增管 混合结构光电探测器
硅单光子雪崩二极管
VS InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管
• 计数率高 • 暗计数率低 • 耗尽层较厚 • 时间抖动大 • 需要较高偏置电压 • 禁带宽度大，光谱响
应上限为1100nm
• InGaAs作吸收层，InP 作倍增层