SPC高精度時間相關單光子計數(shù)模塊TDC技術和TCSPC技術都是用來進行時間測量的技術手段，雖然應用范圍大致相同，但是原理卻不同。TDC原理如右圖所示。來自單光子探測器的光電子信號脈沖和來自激光器的參考脈沖輸入到延遲鏈中。時序邏輯查看延遲鏈中的數(shù)據，識別單光子和及激光脈沖的開始-停止對，并以此方式確定單光子在激光脈沖序列中的時間位置。然后，可以根據這些數(shù)據，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技術所基于的原理是：在記錄低強度、高重復頻率的脈沖信號時，由于光強很低，以至于在一個信號周期內探測到一個光子的概率遠遠小于1。因此，沒有必要考慮在一個信號周期內探測到幾個光子的情形。只要記錄 ...

PAD)上。時間相關單光子計數(shù)器以SPAD和激光的信號作為輸入，并將光子時間戳流輸出到計算機。實驗結果：附錄:1、體積反照率模型將三維場景坐標用(x,y,z)標記，可見曲面用(x',y',z=0)標記(見圖1)。常見的瞬態(tài)成像模型是共焦體積反照率模型ρ代表在有限場景空間Ω上的三維反照率體積。δ(·)將光的往返飛行時間和場景(x,y,z)與感知位置(x',y',z=0)之間距離的2倍聯(lián)系起來，c是光速。1/r4=(2/tc)4表示由于距離引起的輻照度衰減。將模型(1)離散化，沿著x-,y-,z-軸分別用N,N,M個點采樣有限Ω空間。瞬態(tài)τ已經被(2/tc)4預縮放 ...

; (d) 時間相關單光子計數(shù) (TCSPC) 測量原理示意圖三．實驗過程3.1 SwissSPAD2技術概述本文使用的探測器是SwissSPAD2 (SS2)，這是一種高速、大尺寸SPAD成像傳感器，時間門集成在同一芯片上。該傳感器芯片由512×512像素組成，在這里測試的相機模塊中，只有472×256像素被啟用。像素間距為16.38μm，相鄰像素之間的串擾概率小于0.075%。由于每個像素的數(shù)字化特性(一個光子被檢測，或沒有)，相機捕獲二進制圖像，理想情況下是沒有讀出噪聲的，使其適合單光子成像。每個像素有一個1位的存儲電子器件，整個陣列以較高97.7kfps(每秒千幀)的速度被讀取。每25 ...

ting, 時間相關單光子計數(shù)）。目前，應用zui為廣泛的是TCSPC法，其基本原理是在一個極短的時間窗口內精確測量單個光子的到達時間。當激光或其他光源激發(fā)樣品時，樣品會發(fā)射熒光光子。這些光子傳播到檢測器，其中每個光子的到達時間都被記錄下來。記錄到達時間的數(shù)據可以被用來創(chuàng)建熒光壽命的時間衰減曲線，該曲線描述了熒光光子的時間分布。通過分析這些時間分布，可以獲得關于樣品的信息，如熒光壽命、發(fā)光光譜和熒光量子產率。其基本原理是測量光子到達探測器的時間。當一個光子被探測到時，會觸發(fā)一個計數(shù)器，記錄光子到達的時間。通過多次測量并記錄光子到達的時間，可以生成光子到達時間的分布曲線，如圖2所示，從而獲得有關 ...

基于SPAD單光子相機的LiDAR技術革新單光子光探測和測距（激光雷達）是在復雜環(huán)境中進行深度成像的關鍵技術。盡管zui近取得了進展，一個開放的挑戰(zhàn)是能夠隔離激光雷達信號從其他假源，包括背景光和干擾信號。本文介紹了一種基于量子糾纏光子對的LiDAR（光探測與測距）技術，該技術通過利用時空糾纏光子對及SAPD單光子相機的特性，顯著提高了在復雜環(huán)境中的探測精度和抗干擾能力。該技術使用SPAD單光子相機作為探測端，并通過內置的時間相關單光子步進偏移計數(shù)技術來提高測量時間精度。光源使用了一個基于β-鋇硼酸鹽（BBO）晶體的非線性光學晶體來產生糾纏光子對。通過精確控制光子對的發(fā)射和接收，以及利用SPAD ...

需要搭配一個時間相關單光子計數(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%，單光子光電轉換效率為55%，對于探測面積、光的收集與 ...

SPD）進行時間相關單光子計數(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)。這些關于演示源性能的測量結果可以轉化為量子密鑰分發(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 ...

過時間門控和時間相關單光子計數(shù)技術，實現(xiàn)亞納秒級時間分辨率，能有效區(qū)分拉曼信號與熒光和背景噪聲，大幅提升測量的靈敏度與可靠性。2.如何測量單光子計數(shù)拉曼光譜？典型的單光子計數(shù)拉曼光譜實驗系統(tǒng)由多個關鍵模塊組成，涵蓋樣品激發(fā)、信號過濾與光子精確檢測等環(huán)節(jié)。脈沖激光源用于激發(fā)樣品并誘導拉曼散射。二向色鏡與陷波濾光片用于分離激發(fā)光與拉曼散射信號以及背景熒光。聲光可調濾波器則支持動態(tài)選擇特定拉曼位移，靈活覆蓋不同的光譜范圍。高靈敏度的單光子探測器，如雪崩光電二極管或超導納米線單光子探測器，負責捕捉拉曼光子。此外，還需要時序電子設備對各種光子事件時間戳的采集和實時處理。用于單光子計數(shù)拉曼光譜實驗的理想時 ...

突破光影極限：SPAD相機如何重塑低光與高速成像的未來一.簡介單光子雪崩二極管（SPAD）與電子倍增電荷耦合器件（EMCCD）相機是成像領域的兩項重要技術，各自具備適合特定應用場景的獨特優(yōu)勢。EMCCD相機因其低暗電流特性及弱信號放大能力而備受關注，而SPAD則具有極高的讀出速度并能探測單個光子，使其成為弱光與高速應用場景的理想選擇。理解二者的差異與優(yōu)勢對選擇合適工具至關重要。除卓越的弱光成像能力外，SPAD還具備EMCCD技術無法實現(xiàn)的高動態(tài)范圍與高速成像特性。特別值得一提的是，SPAD 512配備的時間門控功能可用于研究熒光壽命成像（FLIM）等時變信號，通過時間特征實現(xiàn)分子識別。這些應用 ...

（TDC），時間相關單光子計數(shù)器(TCSPC)，光子符合計數(shù)器；各種波長的單光子糾纏源，及光子糾纏源核心部件（PPLN，各種單頻半導體激光器）；用于快速進行偏振態(tài)量子編碼的高速電光調制器；用于量子計算的電子信號發(fā)生，分析任意波形發(fā)生器（AWG），高速量子隨機數(shù)發(fā)生器，鎖相放大器等。此外好像光電還提供各種量子光學實驗演示裝置，二階相干度HBT測量儀，糾纏光子干涉度量實驗系統(tǒng)，光粒子性/量子隨機產生實驗系統(tǒng)， Franson干涉實驗系統(tǒng)等，以幫助研究工作者，研究生甚至本科生深入了解量子光學。 ...