單光子探測器暗計數在激光遠距測距的重要性

單皮秒激光發現器暗數值在皮秒激光遠距測距的必要性 

激光測距技術在民用、軍事等方面均有廣泛應用，遠距離測距的需求也日益增加。下圖中給出了超導奈米線單激光遙測器應用于激光測距的基本原理圖。

 

 

激光器為1064 nm，回波經透鏡、光纖耦合至單光子探測器，光路可調節耦合過程中存在的損耗。激光發射同時觸發計時，單光子探測器響應回波光量子以及低頻噪音電子束，結束計時，此周期為1ms。單脈沖回波光子數n0。可由式得到：

 

 

為激光功率峰值，Δt為激光脈沖寬度，D為接收孔徑，分別為反射/接收光學效率，p為目標物反射率。

下圖為單光子探測器不同條件下的暗計數對信噪比（SNR）的影響，橫軸為脈沖積累次數, 縱軸為信噪比,可知，回波率  較高時（近距離），探測器暗計數對SNR的影響可以忽略；回波率較低時（遠間距），較大的暗數值會沉沒4g信號，無法進行測距。

 

 

暗計數器（嗓聲）是指除了信號光以外，其他誤觸發引起的計數，包括環境雜散光、電躁聲等。環境雜散光可以通過前置濾波片等方法進行故意消減，電噪聲這種設備自身的噪聲，無法進行人為消除，只能依賴探測器本身性能。因此探測器自身的暗計數以及探測效率直接性的影響了是否能夠探測到并有效的推送最終光響應脈沖的光子且不能被水淹在噪聲中。

 

2001年俄國倫敦師范本科大學 Gol’tsman課題組利用５ｎｍ厚度的氮化鈮（ＮｂＮ）薄膜制成的單根直納米線條成功實現了從可見光到近紅外光子的探測由此開啟了SNSPD研究的先河,而后，該隊伍成立的白俄羅斯Scontel公司，20多年以來一直致力于超導納米線單光子探測器的研究，不斷地在技術上取得了新的突破。

 

超導納米級線單光波試探器的出現，極大促進了量子信息、光電探測、超導電子學等領域的發展,其性能不斷提升并在地月光圖片通信網絡、量子光電器件實踐、離子束測距等方面展示出性能。

 

 

SNSPD的強大一面是具有從見到光到中紅外的非常寬的光譜工作范圍。我們的探測器可以保持長時期的開機運行，即7×24小時，能夠有效的反抗光學元件和電電率尖峰的損毀。

 

臺灣Scontel機構新推出的混凝土泵送轉化率超導納米線單光波遙測器，其在全波長內達到高量子的效率>90%，暗數值<10cps，同時數值率達>70MHz.我們的超導納米線單光子探測器可提供最多16通暢同時運行，可提供閉環控制解冰箱壓縮機設備，不耗損液氦，針對不同應用提供匹配的產品，可多區域同時探測器及低料工費優化，且可以根據您的不同需求我們不僅有如下圖中探測性能的設備，還有多模大占地面積偵測器、低好噪音污染偵測器、光量子數糞便偵測器供您選擇。

 

 

對于SNSPD的每一項參數，如果您有非常嚴格的要求，我們可為您進行開發——檢測生產率可萬代高達95%、暗篩選可低至0.1cps（學習效率穩定80%上面的）、死時候低可至2ns，時候顫抖可低至20ps，極限計算率可高達300-500M。蘇州昊量微電子機非常技術的是俄國Scontel工司在中國的獨jia代理公司，對于SNSPD設備有著成熟的的車輛安裝/訓練/提升全程服務，為您的科研保駕護航！

 

基于俄羅斯SCONTEL性能超群的超導納米線單光子探測器（SSPD），國內學科新技術大學考研磁學反應與磁學反應項目 系王雙教學（探究員）或其組員或土耳其SCONTEL公司技術工程師Pavel和技術執行官Alexander，通力合作進行了830km/h光纖傳輸上的雙場量子密匙劃分研究（實驗模型及文章鏈接如下圖），證明了基于光纖的 QKD 可以實現超過 140 dB的通道損耗和 833.8 km 的距離，為進一步延長傳輸距離提供了一種可能的方法，并為更大范圍的 QKD 網絡鋪平了道路。

 

在830公里光纖上的雙場量子密鑰分配-中科大.pdf

 

 

綜上，對于超遠距離（遠距離）的激光測距及其相關研究中，超導奈米線單激光觀測器（SNSPD有著非常低的暗數值，超長的全頻譜偵測速度，高信噪比，當回波率很低時，不會被較大的暗計數淹沒掉我們所需的回波信號導致無法進行測距，可以非常清晰的接收到回波信號，是激光測距研究及其相關研究中的不二利器！

 

昊量光電作為俄羅斯Scontel在中國區域的代理商，負責俄羅斯Scontel在中國的銷售、售后與技術支持工作，為國內客戶提供穩定優質的產品服務。對于單電子束遙測器有興趣或者任何問題，都歡迎通過電話、電子郵件或者微信與我們聯系。

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