單光子探測技術普遍用于通訊、量子信息、熒光和拉曼光譜學等領域，特別是量子信息計數和微光探測技術很關鍵的器件之一。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。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光電效應制作而成，這種機制的主要是雪崩二極管，由于其探測效率低、暗計數比較大，限制其應用。而工作于超導態的單光子探測機理在100年以前已經被發現，隨著近代微電子、微加工技術的出現，使得超導單光子探測器才成為可能。超導單光子探測器（SSPD）由納米帶隙形式的超薄超導膜組成。為了更高效的探測單光子，該帶隙通常被做成曲線型。為了可以產生電脈沖，在超導帶加DC電流偏置，形成超導臨界態。當窄帶隙吸收光子后，形成具有非平衡濃度的準粒子區域。 此時，電流密度超過臨界水平，并在納米帶上形成電阻區域。該電阻區域是由于單光子在該位置打破了該點超導態，形成一個熱點，熱點 ...

單光子計數器現可分兩大類：時間相關單光子計數器和單光子計數器/單光子探測器；前者更多被稱作時間相關單光子計數器（TCSPC），更多應用在比較關心單光子對應的時間信息,而其根據分辨率不同、通道數不同又存在差異；后者更多被稱為單光子探測器，因為其內部集成有APD可探測單光子，對于要求探測器精度不高的場景，應用更加偏重單光子的數量，這種產品既涵蓋了單光子探測器的功能，又集成了單光子計數器的功能。本篇著重介紹后者，單光子計數器/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 系統框圖從上圖可看出，其核心部件是APD；當光照射 ...

基于APD型單光子計數器系統簡介》中，簡單介紹了單光子計數器/單光子探測器（SPD）的結構組成以及模塊功能。本篇文章主要說明兩種工作模式。上篇文章中，我們提到了在二極管兩端需要加偏置電壓以促使雪崩效應輸出信號。這兩種模式對于探測不可預測的光子到達非常有用。自由運行模式可以用于粗略測量，門控模式用于更高精度測量。在自由運行模式下，APD連續檢測光子。在這種配置中，不需要外部時鐘(異步模式)。每次檢測到光子，都會發送到一個脈沖，然后在APD上持續一個空載時間(持續時間由用戶設置)。 在空載時間內，即使光子仍在撞擊APD，APD也不會向外輸出信號。空載時間結束后，可以探測光子。在門控模式下，需要外加 ...

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，使得芯片可以工作在超導態。因此整套系統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下，需要將腔內的空氣排空，達到一定的真空條件；這時候壓 ...

（波前畸變）單光子激發相比，雙光子激發具有更好的限制，因為由兩個光子同時激發的可能性與光強度的平方成正比。因此，雙光子激發以焦點距離的四次冪衰減[8]。然而，這種低激發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，校正顯微鏡中SLM和其余光學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。已經開發了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]，以確保SLM的有效區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） 單光子激發相比，雙光子激發具有更好的限制，因為由兩個光子同時激發的可能性與光強度的平方成正比。因此，雙光子激發以焦點距離的四次冪衰減[8]。然而，這種低激發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，校正顯微鏡中SLM和其余光學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。已經開發了基于SLM的干涉子孔徑的替代策略[9]，以確保SLM的有效區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。時間相關單光子計數法（TCSPC）是目前測量熒光壽命的主要技術，其工作原理如下圖所示：使用一個窄脈沖激光激發樣品，然后檢測樣品發出的第一個熒光光子到達光信號接收器的時間。由時幅轉化器（time-amplitude,TAC）將該時間成比例地轉化為對應的電壓脈沖。再將該電壓脈沖通過A/D轉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，經過幾十萬次重復之后，各個通道累計的光子數不同，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檢測到光子的幾率與熒光發射 ...

ea），采用單光子計數（TCSPC）法。通過TRPL來進一步研究比較了TiO2-PAN和P25-PAN兩種催化劑的光學性能。如圖1所示，TiO2-PAN和P25-PAN的衰變曲線用雙指數函數進行了很好的擬合，據此來計算他們的壽命。結果表明，TiO2-PAN相比于P25-PAN表現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良好的光學特性是由于其粒徑較小、結晶率較低，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的增敏劑表現出比P25-PA ...