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技術(shù)文章

聊聊超導(dǎo)納米線單光子探測器有哪些特點？

　　超導(dǎo)納米線單光子探測器由超導(dǎo)納米線探測器、低溫系統(tǒng)以及單光子計數(shù)器組成。作為最核心部分的超導(dǎo)納米線單光子探測器采用NbTiN超導(dǎo)材料，在基底上制作納米線。探測器安裝在液氦閉循環(huán)的制冷系統(tǒng)中，探測器在工作時的溫度是4K(-269°C)，此時的NbTiN為超導(dǎo)體，兩端電壓為零。由于此超導(dǎo)體以納米線的形勢存在，因此一個光子的能量都足以改變(升高)納米線的溫度。因此當(dāng)有光子被探測器捕捉，納米線會立即由超導(dǎo)體變?yōu)槠胀▽?dǎo)體，兩端的電壓就由零立即升高。此時的單光子計數(shù)器就會立即檢測到一個脈沖的電壓信號，并有后端采集器計數(shù)，這樣就可以得到微弱光信號的強度數(shù)據(jù)。

將單光子激發(fā)的單個光電子信號放大，通過脈沖甄別和數(shù)字計數(shù)等技術(shù)識別提取極弱光電子信號，達到光電探測的超靈敏極限。高效率單光子測控由于其巨大科研價值和重要戰(zhàn)略地位已成為近年國際上活躍的前沿領(lǐng)域之一，不僅是現(xiàn)代信息科學(xué)、精密測量、量子技術(shù)、超靈敏探測等技術(shù)的迫切需要，其自身迅猛發(fā)展帶來了系列化原理和概念的突破，已形成一個新學(xué)科分支：單光子測控物理學(xué)，正持續(xù)地推動分子電子學(xué)、表面等離子激元學(xué)、紅外光子學(xué)等以及相關(guān)技術(shù)發(fā)展。

　　有定制的緊湊型桌面低溫恒溫器(預(yù)先安裝的16/32通道以及低溫恒溫器中的所有電接線)，光學(xué)實驗室友好型水冷壓縮機(低空氣循環(huán)，低噪聲，低熱量輸出)，偏置和高速放大器電子元件以及易于使用的軟件控制庫。專有的納米線材料允許納米線工作在>2K，降低低溫系統(tǒng)的復(fù)雜性，并允許系統(tǒng)連續(xù)工作3年。

　　產(chǎn)品特點：

　　1、工作溫度在2.5k即可達到高探測效率

　　2、支持定制規(guī)格

　　3、支持定制寬波段響應(yīng)

　　4、3U緊湊化設(shè)計

　　5、低噪聲水冷壓縮機

　　6、2um以上紅外響應(yīng)定制

　　探測方法：

　　1、高分辨率的光譜測量：

　　利用單光子探測技術(shù)，可極大提高光譜測量的靈敏度和精確性，靈敏度提高3-4個數(shù)量級，可實現(xiàn)對微量物質(zhì)成分的光譜分析，使化學(xué)成分檢測和安全檢查等系統(tǒng)達到超高靈敏度。

　　2、生物發(fā)光：

　　生物發(fā)光是一種微弱的準(zhǔn)連續(xù)光子輻射現(xiàn)象。利用單光子探測技術(shù)能對生物發(fā)光進行有效探測，可用于分析生物體內(nèi)特別體系的功能以及細(xì)胞的代謝或破壞過程，還能有效的推動現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對于腦功能和基因工程的研究。

　　3、光纖傳感：

　　光纖傳感工作頻帶寬、動態(tài)范圍大、適合遙測遙控、可低損耗傳輸，利用單光子探測技術(shù)可極大地提高光纖傳感的靈敏度和監(jiān)控長度，對輸油管道和海底光纜的安全監(jiān)控、大型建筑的火災(zāi)報警、海岸線或邊境安全等領(lǐng)域具有重大意義。

更新更新時間：2024-07-10

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