單光子探測技術(shù)普遍用于通訊、量子信息、熒光和拉曼光譜學(xué)等領(lǐng)域，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。目前，可用的單光子探測器件有：光電倍增管（PMT），工作在蓋革模式下的雪崩光電二級管（APD）等。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，暗計數(shù)小于25cps，量子效率在650nm附近可高達到70%。但由于帶隙寬度的限制，硅APD對波長1微米以上的光沒有響應(yīng)。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，其量子效率在1.55μm波長處能達約25%，暗計數(shù)約10^3cps左右。總體而言，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，這種機制的主要是雪崩二極管，由于其探測效率低、暗計數(shù)比較大，限制其應(yīng)用。而工作于超導(dǎo)態(tài)的單光子探測機理在100年以前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，隨著近代微電子、微加工技術(shù)的出現(xiàn)，使得超導(dǎo)單光子探測器才成為可能。超導(dǎo)單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導(dǎo)膜組成。為了更高效的探測單光子，該帶隙通常被做成曲線型。為了可以產(chǎn)生電脈沖，在超導(dǎo)帶加DC電流偏置，形成超導(dǎo)臨界態(tài)。當(dāng)窄帶隙吸收光子后，形成具有非平衡濃度的準粒子區(qū)域。 此時，電流密度超過臨界水平，并在納米帶上形成電阻區(qū)域。該電阻區(qū)域是由于單光子在該位置打破了該點超導(dǎo)態(tài)，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；前者更多被稱作時間相關(guān)單光子計數(shù)器（TCSPC），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；后者更多被稱為單光子探測器，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，應(yīng)用更加偏重單光子的數(shù)量，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。本篇著重介紹后者，單光子計數(shù)器/單光子探測器（SPD）。基本框圖如下圖所示，主要由APD、偏壓控制、溫度控制、信號采樣、信號處理模塊、MCU控制器組成。圖1 系統(tǒng)框圖從上圖可看出，其核心部件是APD；當(dāng)光照射 ...

在之前眾多的文章中，我們從探測器的整體使用、單個控制模塊、脈沖整形模塊、新舊版控制器等許多方面介紹了SSPD，相信大家對這款探測器比較熟悉了。這篇文章中，將更加深入的了解這款探測器。探測器主要有以下幾部分組成：探測器腔體、壓縮機、偏置電流控制器、氦氣管。其中探測器腔體主要有：外殼、冷頭、SSPD芯片以及同軸線纜等部件；偏置電流控制器有新舊兩個版本，主要有低噪放大器、偏置電流控制器、顯示等部分；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)，使得芯片可以工作在超導(dǎo)態(tài)。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，需要將腔內(nèi)的空氣排空，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，雙光子激發(fā)具有更好的限制，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，雙光子激發(fā)以焦點距離的四次冪衰減[8]。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。為了確保在大體積上的一致激發(fā)，校正顯微鏡中SLM和其余光學(xué)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。然而，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]，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，由于使用了制造工藝，MLO SLM的本地波前像差很低。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，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，雙光子激發(fā)以焦點距離的四次冪衰減[8]。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。為了確保在大體積上的一致激發(fā)，校正顯微鏡中SLM和其余光學(xué)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。然而，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]，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，由于使用了制造工藝，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，這樣可以非常靈敏地將接收到的熒光轉(zhuǎn)換成電壓信號。如下圖。昊量光電獨家代理法國oxxius公司激光器，品類齊全，用途多樣，可智能控制。歡迎前來咨詢。 ...

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)，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。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。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，這些輸出脈沖被依次送入各通道中，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，經(jīng)過幾十萬次重復(fù)之后，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，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 ...

光電效應(yīng)與光電檢測技術(shù)原理當(dāng)光子能量（hν）超過材料逸出功閾值時，表面電子吸收光子能量后克服原子核束縛形成自由電子發(fā)射，這一量子化物理現(xiàn)象被稱為光電效應(yīng)（Photoelectric Effect）。愛因斯坦于1905年通過光量子理論首次完整詮釋該效應(yīng)機理，由此產(chǎn)生的定向電荷遷移形成的電流稱為光電流（Photocurrent），其強度與入射光強、材料功函數(shù)及能帶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。Mapping是一種顯微成像技術(shù)，一般用于研究物質(zhì)的微結(jié)構(gòu)組成，早些時候應(yīng)用Mapping的是顯微光譜成像，用于研究樣品微結(jié)構(gòu)上的光譜，從而掌握樣品的結(jié)構(gòu)組成與物質(zhì)組分。將激光通過無限遠物鏡聚焦到樣品表面，由于激光經(jīng)過物鏡聚 ...

ea），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(xué)性能。如圖1所示，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。結(jié)果表明，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），進一步證明了TiO2-PAN的高效電荷分離。TiO2-PAN良好的光學(xué)特性是由于其粒徑較小、結(jié)晶率較低，這有利于配體對TiO2的LMCT敏化有好處。因此，在可見光照射下TiO2-PAM作為LMCT的增敏劑表現(xiàn)出比P25-PA ...