단일 광자 검출기 란 무엇입니까

A 단일 광자 검출기 (SPD)개별 광자를 감지 할 수있는 고급 광 검출기 - 가장 작은 빛 단위 .이 감지기는 응용 분야에서 중요합니다.매우 낮은 조명 레벨측정해야합니다높은 타이밍 정밀도 및 감도.

정의

A 단일 광자 검출기도착을 등록하는 장치입니다단일 광자그리고 그것을 an으로 변환합니다전기 신호(일반적으로 펄스) . 매우 약한 광학 신호 하에서도 매우 저음 (어두운 수)과 고자수 효율로 작동하도록 설계되었습니다. .

유형	재료 / 파장 범위	메모
SPAD (단일 포튼 눈사태 다이오드)	Si (Visible), Ingaas (NIR)	작고 저전력, 널리 사용됩니다
SNSPD (초전도 나노 와이어)	NBN, WSI (UV -Telecom)	초고속, 초 낮은 소음, 극저온
PMT (Photomultiplier 튜브)	유리 진공관 (UV-Vis)	높은 게인, 넓은 지역, 깨지기 쉬운
APD (Avalanche Photodiode)가이거 모드에서	SI, Ingaas	제한된 동적 범위
TES (전환 에지 센서)	초전도 볼로 미터	광자 수 분해, 극저온

SPD는 그 위에 역 바이어스됩니다고장 전압.

단일 광자가 an을 유발합니다눈사태 곱셈, 큰 전류 스파이크 생성 .

장치는입니다담금질(재설정) 이벤트 후 다음 광자 .을 감지합니다.

매개 변수	설명
파장 감도	재료에 따라 다릅니다 (SI : 400–1000 nm, Ingaas : 950–1650 nm)
양자 효율 (QE)	Fraction of incident photons that generate a signal (often >70%)
다크 카운트 비율 (DCR)	열 노이즈로 인한 초당 오 탐지 (낮은<1 cps in SNSPDs)
타이밍 지터	검출의 시간적 불확실성 (10ps ~ 100 ps)
죽은 시간	검출 후 회복 시간 (10 ns ~ 몇 μs)
광자 번호 해상도	TES와 같은 일부 유형은 감지 된 광자 수를 해결할 수 있습니다.

극단적 인 감도- 하나의 광자를 감지 할 수 있습니다 .

높은 시간적 해상도-시간 관련 측정에 적합 .

저음 (냉각/SNSPD 포함)- 정밀 응용 프로그램에 이상적 .

확장 가능- 이미징 및 lidar . 배열로 사용 가능합니다.