红外光子探测器与热探测器性能分析

根据红外探测器最基本的物理机理和器件模型,对红外光子探测器和热探测器在不同工作温度、不同波长的探测率性能进行了理论计算;并对两类物理机理不同的红外探测器的探测率、工作温度和响应波长进行比较,阐述了各自探测器具有优势的应用领域.     

利用单光子探测器测量多光子响应时间

通过研究单光子探测器对微弱激光脉冲的暂态响 应特性,利用不同光子数的响应时间实现光 子数的分辨测量。理论上分析了光子数响应时间与微弱光脉冲探测时间的对应关系。实验上 通过测量不同光强下单光子探测器的暂态响应,测量到1550nm波段单光子、 双光子和三光子的响应时间分别为10.73±0.17、8.75±0.32和5.98±0.77ns。实现精确区分微弱光场中的光子数。分析了单光子探测器光子数统计涨落引起的 微弱激光脉冲的探测时间变化对光子数响应时间测量的影响。     

量子线红外光子探测器的研究进展

基于半导体量子线子能带间跃迁的量子线红外光子探测器（QRIP）由于其独特的电子性质,具有工作温度较高、信噪比较高、暗电流较低、光谱范围较宽以及垂直入射光响应等特点．对于新型红外探测器的研发而言,QRIP是颇具潜力的候选者之一．通过对近年来部分相关文献的分析介绍,总结和评述了QRIP制备工艺、物理性质、仿真方法等方面的研究进展．     

量子点红外光子探测器的研究进展

迄今为止关于量子点红外光子探测器（QDIP）的研究已有众多文献发表,涉及量子点生长、系统设训、建模、表征与测量等各方面,对近年来国外文献报道的QDIP技术的进展进行了总结和综述,简要描述了QDIP研发的方法和思路,给出了近期国外研制的一些QDIP的性能,介绍了今后实现高性能QDIP的若干发展方向,尽管QDIP已成功地用于单元探测器和焦平面器件,但作为一种新兴技术,QDIP仍不成熟,短期内直接替代HgCdTe似乎还不可能．     

基于光子噪声研究光子探测器的探测性能

根据红外光子探测器的基本工作原理,分析了光电探测器性能的基本物理机理限制,推导了背景辐射的光子噪声限制下的比探测率。对背景限制下的比探测率随探测器截止波长、背景温度的变化进行了理论计算。对计算结果进行了理论分析,并作出了相应总结。最后提出了提高背景限制下比探测率的方法。     

10.6μm辐射的环境温度光子外差探测器

一种新型量子探测器——不致冷的光导和光电磁(Hg,cd)Te探测器越来越多的用于10.6μm的CO_2激光辐射探测.本文将详细分析工作在约300k的(Hg,cd)Te光电磁探测器.在计算中考虑了(Hg,cd)Te的光学和光电性能与掺杂和成份的关系.这种器件的特性是具有超速响应时间和在高频下在致冷量子探测器和非致冷的热探测器之间的折衷性能.本文讨论了NEP_H对材料性能,器件几何形状及本地振荡器功率密度的依赖关系,预期NEP_H值可能低于10~(-17)W/Hz.     

光子人侵探测器

激光和光束入侵探测器现在已被广泛用于防犯非法入侵。这些探测器通常是利用干涉效应来探测干扰的。为了防止入侵者进行反干扰,它们往往需要使用多光束和其它探测方案,这势必会使其成本大幅增加。     

基于光子数可分辨探测器的单脉冲光子数检测

为了对未知脉冲所含的光子数进行标定,针对不同光子数的光脉冲在超导环境下,微波动态电感探测器(MKID)作用时,测量系统输出的信号差异性,采用平均区间取值法和迭代法分别进行标定,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,MKID能够在低温测量系统中对未知1550nm单脉冲光的光子数进行识别; 经过数据处理后得到平均光子数分别为1.98和1.81;其中平均区间取值法标定光子数过程较为简单,迭代法有待继续探索。这一结果对单脉冲光子数检测是有帮助的。     

空间和时间灵敏的微通道板光子探测器

微通道板(Microchannel Plate,MCP)探测器具备单光子(粒子)灵敏的计数成像探测能力,以及多种类型的读出方式和构造及封装形式的选择.MCP的特征结构决定其具有高空间分辨和快时间响应能力.快速多通道全并行数据处理电子学的应用,使MCP光子探测器的空间和时间分辨性能得到显著提高,而借助于像增强器高真空封管工艺制程,结合多种光电阴极的选择,构造标准化封装组件及模块,以便于针对不同应用时的灵活配置及专门优化,将MCP光子探测器拓展到多种学科领域应用,成为对多种微弱辐射物进行高空间分辨和时间分辨的计数成像探测的一个有效工具.     

基于相关光子定标光电探测器量子效率的基本模型

相关光子是由强激光泵浦非线性晶体的自发参量下转换效应产生的。从两方面阐述了对探测器量子效率的定标,包括对光子计数型探测器和模拟探测器。针对每一方面详细地介绍了目前主流的定标方案,并给出了其详细的理论表达式及实验方案。根据理论分析其优点及缺点,并与传统的定标方法进行比较。重点对模拟探测器量子效率的定标在不同方案下的应用范围及表达式进行总结,总结了对探测器定标的最新进展,分析了这些方法的基本思想。提出下一步研究方向及可实现的方法,展望该领域的发展前景。     

可门控单光子探测器在天文观测中的应用

天文观测中常常遇到极微弱光信号的探测问题,望远镜接收到的光信号仅有很少的光子数甚至单光子,需要在噪声远远大于有用信息的不利情况下识别出有用的信号。受益于当代高科技的迅速发展,人们得以采用多种手段不断提高信号分离和探测能力。本文介绍了可门控型单光子探测器及其在云南天文台１．２ｍ望远镜激光测距系统中的应用。     

可门控单光子探测器在天文观测中的应用

天文观测中常常贵极微弱光信号的探测问题，望远镜接收到的光信号仅有很少的光子数甚至单光子，需要在噪声远远大于有用信息的不利情况下识别出有用的信号，受益于当代高科技的迅速发展，人们得以采用多种手段不断提高信号分离和探测能力。本文介绍了可门控型单光子探测器及其在云南天文台1.2m望远镜激光测距系统中的应用。     

硅单光子探测器研制及其在高精度星地时间比对中应用（特邀）

高精密时频比对是实现全社会信息化系统高精度的时空一致性和时频稳定性的关键技术,为国民经济发展的关键领域提供统一的时间保障。硅单光子探测器凭借其高探测效率、低噪声、低时间抖动、易于集成等优势,成为高精度星地时间比对系统中的关键核心芯片。文中分析了硅单光子探测器探测效率、暗计数和时间抖动之间的相互制约关系,在深入分析硅单光子探测器的最新研究进展的基础上,有效地攻克了探测效率和时间抖动之间的相互制约矛盾,研制出光敏面直径为200 μm、室温下探测效率达50%、时间抖动仅为46 ps的硅单光子探测器芯片,最后简单介绍了该芯片在星地时间比对中的应用效果。