单光子计数器——光子计数的组成与原理
组成部分:光子计数器主要由光电倍增管、放大器、甄别器和计数器组成。
原理:光电计数器工作时,光电倍增管的光电阴极接受光辐射的照射,在光电倍增光的负载上形成了一系列的电脉冲,把它连接到放大器上。碲镉材料还具有介电常数小,热膨胀系数小,电子迁移率高等优点,适宜于制作高性能、多用途和新颖结构的光子型探测器。这些脉冲经放大器放大后,加在甄别器的输入器上,甄别器滤除部分噪音脉冲,只允许那些和光辐射功率成正比的脉冲通过,并送入计数器。
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单光子探测——光纤传感
单光子探测器可以对单个光子进行探测和计数,在许多可获得的信号强度仅为几个光子能量级的新兴应用中,单光子探测器可以一展身手。
光纤传感工作频带宽、动态范围大、适合遥测遥控、可低损耗传输,利用单光子探测技术可极大地提高光纤传感的灵敏度和监控长度,对输油管道和海底光缆的安全监控、大型建筑的火灾报警、海岸线或边境安全等领域具有重大意义。
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光电探测器的分类与应用
光电探测器能把光信号转换为电信号。根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同,光电探测器可分为两大类:一类是光子探测器;另一类是热探测器。光电探测器件的应用选择,探测器结构实际上是应用时的一些事项或要点。在很多要求不太严格的应用中,可采用任何一种光电探测器件。不过在某些情况下,选用某种器件会更合适些。例如,当需要比较大的光敏面积时,可选用真空光电管,因其光谱响应范围比较宽,故真空光电管普遍应用于分光光度计中。结果表明系统的暗计数对信道容量的影响很小,而发送端的平均光子数是影响系统的通信性能的关键因素,信道容量很大可达到1.77bit/码元。当被测辐射信号微弱、要求响应速度较高时,采用光电倍增管,因为其放大倍数可达10^4~10^8以上,这样高的增益可使其信号超过输出和放大线路内的噪声分量,使得对探测器的限制只剩下光阴极电流中的统计变化。因此,在天文学、光谱学、激光测距和闪烁计数等方面,光电倍增管得到广泛应用。
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