應用介紹 | 單光子計數(shù)拉曼光譜單光子計數(shù)拉曼光譜實驗裝置示意圖脈沖激光聚焦在樣品表面，激發(fā)樣品產(chǎn)生熒光和拉曼散射，單光子探測器探測這些受激發(fā)射和散射。Time Tagger 采集所有光子事件的時間戳并加以實時分析。1. 什么是單光子計數(shù)拉曼光譜？拉曼光譜作為一種強大的分析技術(shù)，能夠通過研究光散射現(xiàn)象揭示樣品的分子組成、化學結(jié)構(gòu)及化學環(huán)境。當激光照射樣品時，大多數(shù)光子發(fā)生彈性（瑞利）散射，僅有極少部分光子與分子內(nèi)部的振動或轉(zhuǎn)動相互作用，產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)移，發(fā)生非彈性（拉曼）散射。拉曼光譜在生物化學、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測、材料研究等領(lǐng)域有著廣泛應用，為分子結(jié)構(gòu)及相互作用提供了深刻洞見。然而，該技術(shù)也面臨 ...

標進行評估。光子計數(shù)-繪制實時時間間隔直方圖光子計數(shù)是量子光學等領(lǐng)域的研究中一項重要的實驗技術(shù)，通過測量光子到達的時間間隔從而了解光子的行為特性。Moku 的時間間隔與頻率分析儀zui強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，用戶能夠觀察光子的聚束或者反聚束效應，研究二階相關(guān)函數(shù)并且分析光子源之間的相干屬性。時間函數(shù)的二階相關(guān)性研究被廣泛用于量子光學，其中以 Hanbury-Brown-Twiss（HBT）實驗zui為zhu名，是實時直方圖生成的理想應用案例。在 HBT 實驗中，科學家在不同位置放置兩個探測器來觀察一對來自遙遠光源的兩束光子光束。一束光相對于另一束光經(jīng)歷了不同的 ...

個時間相關(guān)單光子計數(shù)器（TDC）來使用，這就意味著會大大增加激光雷達系統(tǒng)的體積，但是激光雷達系統(tǒng)往往會伴隨著小型化的需求。面日益增長的研究需求與設備性能上限的沖突，Pi Imaging與上海昊量光電推出了單光子陣列探測器—SPAD23。SPAD23 設備采用了23個六邊形排列的硅基單光子雪崩二極管（SPAD），這種獨特的排列方式增加了有效探測面積，改善了傳統(tǒng)單點SPAD面積小的限制。并且突破了陣列探測器中絕大多數(shù)都無法突破的技術(shù)難題：填充因子。該設備的光敏面大小為1.3mm×1.3mm，每個像素的大小為23um，填充因子大于80%，單光子光電轉(zhuǎn)換效率為55%，對于探測面積、光的收集與捕獲能力及 ...

時間門控拉曼光譜的創(chuàng)新驅(qū)動力——SPAD的突破與應用拉曼光譜技術(shù)是一種基于光與物質(zhì)分子振動相互作用的非破壞性光譜分析方法。通過高強度激光照射樣品，大部分光會以原波長散射（瑞利散射），少量光會以不同波長散射（拉曼散射），形成拉曼光譜。每個光譜峰對應于特定的分子鍵振動，形成獨特的“化學指紋”。拉曼光譜技術(shù)因其高效和多用途特點，有著非常明顯的優(yōu)勢如：- 非破壞性：無需破壞樣品。- 無需特殊制備：適用于多種樣品形式。- 高分辨率：提供分子級別信息。- 廣泛應用：用于化學、材料科學、藥物分析等領(lǐng)域所以這項技術(shù)在各科學領(lǐng)域中具有重要應用價值。但是其在實際應用檢測的時候卻也有著自身的一些限制如：- 拉曼效應 ...

高度敏感(單光子計數(shù)能力)，允許快速外部觸發(fā)，并具有亞納秒范圍內(nèi)的時間分辨率。iccd符合這些要求。光學克爾門控，它的作用就像光譜儀入口狹縫前的一個光百葉窗，已經(jīng)被幾個小組用來觸發(fā)CCD。這種設置需要空間，因此限制了系統(tǒng)的可移植性。Talmi制定了拉曼多通道和門控檢測的選擇指南。1993年，Tahara和Hamaguchi首先通過構(gòu)造一個增強的基于ccd的條紋相機實現(xiàn)了高靈敏度和良好的時序分辨率。TG拉曼裝置中的條紋相機將樣品的背散射光引導到光電陰極上;當電子被光子擊中時，通過在陰極管(稱為條紋管)的陽極上的高速電壓坡道(用于正負直流偏置)來加速電子。電子束(條紋)的運動從負極側(cè)交換到正極側(cè)， ...

化信號和閑頻光子計數(shù)率的配置。Adetunmise Dada博士，物理與天文學院，格拉斯哥大學：“我們在愛丁堡赫瑞瓦特大學的Extreme Light Group and Quantum Photonics Laboratory工作期間了解到Covesion的產(chǎn)品。Covesion的客戶服務一直非常好，與Corin（Covesion的CTO，Corin Gawith教授）及其團隊建立了良好的關(guān)系，他們的專業(yè)知識非常寶貴。在格拉斯哥大學的研究中兩次使用了Covesion的晶體，定制產(chǎn)品的反應速度非常快，確保了研究的順利進行。特別是在我們感興趣的領(lǐng)域，PPLN晶體需要周期性極化，為了確保光源的非常 ...

行時間相關(guān)單光子計數(shù)（TCSPC）測量。糾纏光子演示裝置對CHSH參數(shù)（Clauser-Horne-Shimony Holt）的測量（2<S=2.73<2.83）證明了光子糾纏，CHSH S > 2就可證明量子糾纏存在。在低增益條件下測量光子對的生成速率，結(jié)果表明，在平均光子數(shù)為0.1時，zui大光子對生成速率可達1.48GHz，較低的平均光子數(shù)則表明該系統(tǒng)更接近純量子態(tài)。這些關(guān)于演示源性能的測量結(jié)果可以轉(zhuǎn)化為量子密鑰分發(fā)（QKD）參數(shù)。對于采用預報單光子的BB84協(xié)議，根據(jù)此源，其zui大密鑰率計算為0.633 Gbps，偏振分辨保真度為98%。偏振糾纏的測量光子對生成率糾 ...

狀態(tài)通常使用光子計數(shù)熒光測量方法被讀取，計數(shù)率取決于量子比特的狀態(tài)。這些熒光光子由單光子探測器 （SPD） 捕獲，或者在大型陣列的情況下由CCD相機捕獲。圖2:脈沖序列示例每個序列可以看到分別以初始化開始、以被讀取結(jié)束。通過施加不同序列的激光驅(qū)動脈沖，可以測量諸如退相干時間和相干時間等物理特性。量子傳感實際實現(xiàn)的技術(shù)挑戰(zhàn)量子傳感常見的技術(shù)挑戰(zhàn)之一就是激光頻率穩(wěn)定。雖然激光通常被認為是穩(wěn)定的單色光源，但實際上它們會受到頻率漂移和噪聲展寬的影響。特別是頻率漂移，會導致原子躍遷失諧，從而導致非諧振驅(qū)動和探測。環(huán)境噪聲（如溫度變化和機械振動）也會帶來不穩(wěn)定。為了解決激光頻率穩(wěn)定性的問題，通常需要將激光 ...

好的信噪比，光子計數(shù)率保持在每秒約10?次。積分時間固定為500毫秒，紅外濾波器對兩個激光器的半高全寬均小于200皮秒。圖2 固體模型的吸收系數(shù)（a）和散射系數(shù)(b)計算結(jié)果（來源：參考文獻[1]）當通過時域近紅外光譜儀得到時域光子密度的響應曲線后，可以進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。這主要通過解半無限均勻介質(zhì)的光子擴散模型來進行。半無限均勻介質(zhì)的光子擴散模型方程的解由以下式子給出：其中c代表光在介質(zhì)中的速度；D是擴散系數(shù)，由光吸收系數(shù)和約化散射系數(shù)表征；ρ是光源與探測器的距離；z0是等效穿透深度。這個解可以與時域近紅外光譜儀所發(fā)出的脈沖曲線進行卷積，而后用zui小二乘擬合從而獲得使得卷積后的曲線zui接 ...

該效應僅在高光子計數(shù)率時顯著，通過以下公式進行堆積校正可恢復線性特性，將測量光子量轉(zhuǎn)換為SPAD實際探測光子量：得益于這一校正技術(shù)，原本10比特的計數(shù)器位深使得SPAD 512相機在進行堆積校正后能計數(shù)高達7,098個光子，而非原先的1,024個，從而將位深提升至12比特。我們的15比特模式可實現(xiàn)高達90分貝的動態(tài)范圍。實驗A：在第1個實驗中，兩臺相機通過顯微裝置接收來自520納米反射激光源的均勻光照射。EMCCD相機采用5毫秒積分時間，而SPAD 512相機則使用0.5毫秒積分時間。EMCCD相機設置了三種不同增益值：20、50和100。隨著激光功率增強，入射光子數(shù)量遞增。為計算SPAD 5 ...