单光子计数器现可分两大类：时间相关单光子计数器和单光子计数器/单光子探测器；前者更多被称作时间相关单光子计数器（TCSPC），更多应用在比较关心单光子对应的时间信息,而其根据分辨率不同、通道数不同又存在差异；后者更多被称为单光子探测器，因为其内部集成有APD可探测单光子，对于要求探测器精度不高的场景，应用更加偏重单光子的数量，这种产品既涵盖了单光子探测器的功能，又集成了单光子计数器的功能。本篇着重介绍后者，单光子计数器/单光子探测器（SPD）。基本框图如下图所示，主要由APD、偏压控制、温度控制、信号采样、信号处理模块、MCU控制器组成。图1 系统框图从上图可看出，其核心部件是APD；当光照射 ...
SCONTEL超导单光子纳米线探测器（SSPD）使用全封闭的光纤通道作为光源的接入介质。由于纳米线单光子芯片的结构，导致探测效率与光源的偏振态紧密相关。因此使用常见的三环型偏振控制器，用于控制探测器输入端光源的偏振态。该控制器主要应用于单模到保偏光纤的应用、偏振相关损耗的测量、偏振敏感器件的应用、光纤激光器、光纤干涉仪。而在SSPD应用中，就属于偏振敏感器件的应用。在本篇文章中，主要讨论三环型偏振控制器的原理，进而在偏振调试时使探测器达到最优探测效率。三环型偏振控制器主要由三个环路、基座、压盖等组成，覆盖波长范围从500-1600nm。光纤缠绕在一定半径三个光纤圆圈上产生弹光效应，同时改变三个 ...
单光子是光的最小能量单元。常见单光子探测器根据光电效应制作而成，这种机制的主要是雪崩二极管，由于其探测效率低、暗计数比较大，限制其应用。而工作于超导态的单光子探测机理在100年以前已经被发现，随着近代微电子、微加工技术的出现，使得超导单光子探测器才成为可能。超导单光子探测器（SSPD）由纳米带隙形式的超薄超导膜组成。为了更高效的探测单光子，该带隙通常被做成曲线型。为了可以产生电脉冲，在超导带加DC电流偏置，形成超导临界态。当窄带隙吸收光子后，形成具有非平衡浓度的准粒子区域。 此时，电流密度超过临界水平，并在纳米带上形成电阻区域。该电阻区域是由于单光子在该位置打破了该点超导态，形成一个热点，热点 ...
于APD型单光子计数器系统简介》中，简单介绍了单光子计数器/单光子探测器（SPD）的结构组成以及模块功能。本篇文章主要说明两种工作模式。上篇文章中，我们提到了在二极管两端需要加偏置电压以促使雪崩效应输出信号。这两种模式对于探测不可预测的光子到达非常有用。自由运行模式可以用于粗略测量，门控模式用于更高精度测量。在自由运行模式下，APD连续检测光子。在这种配置中，不需要外部时钟(异步模式)。每次检测到光子，都会发送到一个脉冲，然后在APD上持续一个空载时间(持续时间由用户设置)。 在空载时间内，即使光子仍在撞击APD，APD也不会向外输出信号。空载时间结束后，可以探测光子。在门控模式下，需要外加一 ...
在前面的文章中，我们介绍了超导探测器的基本组成结构。其中，主要有控制器、探测器腔体、压缩机。本篇文章我们主要介绍下新版的控制器。在介绍新版控制器之前，首先简单了解下旧版控制器；控制器见如下图所示，旧版控制器只有两个通道，不支持扩展，出厂后就已经固定好。两个机械旋钮用来调节偏置电流，，灰色LCD显示屏下面三个机械按键用来操作工作模式；两个机械开关控制放大器电源以及温控通道，偏置电流设置、信号输出；从下图中可以看到这种设计只能在现场调制、占用空间大；如果通道不够用只能增加控制器，因此通道空间密度低；新版控制基于ucLinux操作系统，因此在TCP/IP协议支持下，可以轻松实现远程操作，更加方便参数 ...
基于VS2012搭建quTAG控制环境quTAG作为一款性能优异的TCSPC，其时间分辨率可达1ps，最高计数率可达25MHz；但是作为科研、工业使用的仪器，设备自带的PC端操作软件，可满足绝大多数使用场合。对于需要集成在项目系统中，需要使用设备的API接口，将设备控制集成到系统中。基于此，我们以Visual Studio 2012开发环境搭建测试模板，也可以直接联系我们获取项目模板。1、新建工程模板；2、确定、保存，新建一个hello world；3、可以在qutools官网或者联系我们下载QUTAG-LIB-WIN64-V1.4.5.zip压缩包，解压后找到inc、lib文件夹。在工程目录 ...
标进行评估。光子计数-绘制实时时间间隔直方图光子计数是量子光学等领域的研究中一项重要的实验技术，通过测量光子到达的时间间隔从而了解光子的行为特性。Moku 的时间间隔与频率分析仪zui强大的功能之一就是光子计数实验，绘制实时的时间间隔直方图，用户能够观察光子的聚束或者反聚束效应，研究二阶相关函数并且分析光子源之间的相干属性。时间函数的二阶相关性研究被广泛用于量子光学，其中以 Hanbury-Brown-Twiss（HBT）实验zui为zhu名，是实时直方图生成的理想应用案例。在 HBT 实验中，科学家在不同位置放置两个探测器来观察一对来自遥远光源的两束光子光束。一束光相对于另一束光经历了不同的 ...
个时间相关单光子计数器（TDC）来使用，这就意味着会大大增加激光雷达系统的体积，但是激光雷达系统往往会伴随着小型化的需求。面日益增长的研究需求与设备性能上限的冲突，Pi Imaging与上海昊量光电推出了单光子阵列探测器—SPAD23。SPAD23 设备采用了23个六边形排列的硅基单光子雪崩二极管（SPAD），这种独特的排列方式增加了有效探测面积，改善了传统单点SPAD面积小的限制。并且突破了阵列探测器中绝大多数都无法突破的技术难题：填充因子。该设备的光敏面大小为1.3mm×1.3mm，每个像素的大小为23um，填充因子大于80%，单光子光电转换效率为55%，对于探测面积、光的收集与捕获能力及 ...
时间门控拉曼光谱的创新驱动力——SPAD的突破与应用拉曼光谱技术是一种基于光与物质分子振动相互作用的非破坏性光谱分析方法。通过高强度激光照射样品，大部分光会以原波长散射（瑞利散射），少量光会以不同波长散射（拉曼散射），形成拉曼光谱。每个光谱峰对应于特定的分子键振动，形成独特的“化学指纹”。拉曼光谱技术因其高效和多用途特点，有着非常明显的优势如：- 非破坏性：无需破坏样品。- 无需特殊制备：适用于多种样品形式。- 高分辨率：提供分子级别信息。- 广泛应用：用于化学、材料科学、药物分析等领域所以这项技术在各科学领域中具有重要应用价值。但是其在实际应用检测的时候却也有着自身的一些限制如：- 拉曼效应 ...
高度敏感(单光子计数能力)，允许快速外部触发，并具有亚纳秒范围内的时间分辨率。iccd符合这些要求。光学克尔门控，它的作用就像光谱仪入口狭缝前的一个光百叶窗，已经被几个小组用来触发CCD。这种设置需要空间，因此限制了系统的可移植性。Talmi制定了拉曼多通道和门控检测的选择指南。1993年，Tahara和Hamaguchi首先通过构造一个增强的基于ccd的条纹相机实现了高灵敏度和良好的时序分辨率。TG拉曼装置中的条纹相机将样品的背散射光引导到光电阴极上;当电子被光子击中时，通过在阴极管(称为条纹管)的阳极上的高速电压坡道(用于正负直流偏置)来加速电子。电子束(条纹)的运动从负极侧交换到正极侧， ...
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