單光(guang)子(zi)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)（SPD）是一(yi)種超(chao)低噪聲(sheng)器(qi)(qi)件(jian)，增強(qiang)的(de)(de)靈敏度使其能夠探(tan)測(ce)(ce)到(dao)光(guang)的(de)(de)最小(xiao)能量(liang)量(liang)子(zi)——光(guang)子(zi)。單光(guang)子(zi)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)可以(yi)對單個光(guang)子(zi)進行探(tan)測(ce)(ce)和(he)計數(shu)，在許多可獲得(de)的(de)(de)信號強(qiang)度僅為(wei)幾(ji)個光(guang)子(zi)能量(liang)級(ji)的(de)(de)新興應用中，單光(guang)子(zi)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)可以(yi)一(yi)展身手。利用類似于人眼桿(gan)狀細(xi)胞(bao)的(de)(de)光(guang)探(tan)測(ce)(ce)機(ji)理，美(mei)國西北大(da)學和(he)伊利諾斯州大(da)學的(de)(de)研(yan)究小(xiao)組已經開發(fa)出(chu)了紅外(wai)單光(guang)子(zi)聚焦(jiao)載流子(zi)增強(qiang)傳感器(qi)(qi)（FOCUS）。該裝置有望在生物光(guang)子(zi)學、醫學影像、非破壞(huai)性(xing)材料(liao)檢查、國土安全與監視、軍事視覺與導航、量(liang)子(zi)成像以(yi)及(ji)加密系統等方面取得(de)廣泛應用。

單光子探測器的(de)主(zhu)要應用：

1.軍事方面

光(guang)(guang)(guang)子，是(shi)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)最小(xiao)能(neng)量量子。單光(guang)(guang)(guang)子探(tan)(tan)(tan)測(ce)技術，是(shi)近些年剛剛起步的(de)(de)一種新式光(guang)(guang)(guang)電探(tan)(tan)(tan)測(ce)技術，其(qi)原理是(shi)利(li)用新式光(guang)(guang)(guang)電效應(ying)，可對入射的(de)(de)單個光(guang)(guang)(guang)子進行計數，以實(shi)現(xian)對極微弱(ruo)目(mu)標信號的(de)(de)探(tan)(tan)(tan)測(ce)。有(you)關專家認為，單光(guang)(guang)(guang)子探(tan)(tan)(tan)測(ce)技術能(neng)將現(xian)有(you)的(de)(de)機載光(guang)(guang)(guang)電探(tan)(tan)(tan)測(ce)距(ju)離從幾十公里提高到幾千公里，勢必帶(dai)來(lai)機載目(mu)標探(tan)(tan)(tan)測(ce)系統的(de)(de)革命， 地改(gai)變未來(lai)空(kong)天戰場(chang)的(de)(de)作戰方式。

隱身飛機(ji)(ji)(ji)將無處“隱身”。F－22、B－2等飛機(ji)(ji)(ji)高超的(de)隱身性能，幾乎使現(xian)役雷達和光電探測(ce)系統變成“瞎子”。但單光子探測(ce)系統 的(de)探測(ce)靈敏度，即使對F－22、B－2這樣的(de)隱身飛機(ji)(ji)(ji)，作用距離也(ye)可達到(dao)(dao)幾百到(dao)(dao)幾千公里，可在(zai)極遠(yuan)距離上(shang)發現(xian)隱身飛機(ji)(ji)(ji)，使其“無處遁形”。

空戰(zhan)將(jiang)從(cong)(cong)“中(zhong)距(ju)”拉向(xiang)“遠距(ju)”。配裝(zhuang)單光(guang)子探測系統的作(zuo)戰(zhan)飛機，由于對空目標探測距(ju)離(li)極遠，將(jiang)使空中(zhong)作(zuo)戰(zhan)從(cong)(cong)目前的中(zhong)距(ju)進一步擴為遠距(ju)。如：配掛單光(guang)子超(chao)遠程空空導彈，火(huo)力攻擊距(ju)離(li)可(ke)達到(dao)幾百到(dao)幾千公(gong)里之外。空中(zhong)戰(zhan)爭將(jiang)從(cong)(cong)傳統的幾十公(gong)里的超(chao)視距(ju)作(zuo)戰(zhan)變為間隔幾千公(gong)里的非接觸(chu)戰(zhan)爭。

“全(quan)(quan)球(qiu)感(gan)知，全(quan)(quan)球(qiu)打擊(ji)”成為可能(neng)。利(li)用空中平臺或臨(lin)近(jin)空間(jian)平臺配裝單(dan)光子探(tan)測(ce)(ce)系(xi)統，構(gou)建(jian)(jian)單(dan)光子探(tan)測(ce)(ce)網(wang)(wang)絡，只需幾部單(dan)光子探(tan)測(ce)(ce)系(xi)統就可實現對領空的全(quan)(quan)域覆蓋。在(zai)此(ci)基礎上用地面(mian)或空中遠程導(dao)彈構(gou)建(jian)(jian)空中地面(mian)聯(lian)合火(huo)力網(wang)(wang)，把(ba)單(dan)光子探(tan)測(ce)(ce)網(wang)(wang)絡作為網(wang)(wang)絡中心戰(zhan)的目(mu)標(biao)探(tan)測(ce)(ce)網(wang)(wang)絡系(xi)統，可對任何位置(zhi)（地面(mian)或空中）發射的導(dao)彈進(jin)行目(mu)標(biao)指引，有效攻(gong)擊(ji)全(quan)(quan)球(qiu)目(mu)標(biao)，實現“全(quan)(quan)球(qiu)感(gan)知，全(quan)(quan)球(qiu)打擊(ji)”。

2.光譜測量

利用單光(guang)子探測(ce)(ce)(ce)技(ji)術，可 提(ti)高(gao)光(guang)譜(pu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)的(de)靈(ling)敏度(du)和準確性，靈(ling)敏度(du)提(ti)高(gao)3-4個(ge)數量(liang)級(ji)，可實現對(dui)微量(liang)物(wu)質成(cheng)分(fen)(fen)的(de)光(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析，使化學成(cheng)分(fen)(fen)檢測(ce)(ce)(ce)和安(an)全檢查等系統達到高(gao)靈(ling)敏度(du)。

3.生物發光

生物(wu)發(fa)光(guang)是一種(zhong)微弱的準連續光(guang)子輻射現(xian)象。利用(yong)單光(guang)子探測(ce)技(ji)術能(neng)對生物(wu)發(fa)光(guang)進行有效探測(ce)，可用(yong)于分析(xi)生物(wu)體內(nei)特別體系的功能(neng)以及(ji)細胞的代謝或破壞過程，還能(neng)有效的推動現(xian)代醫學對于腦功能(neng)和基(ji)因工程的研(yan)究。

4.光纖傳感

光纖傳(chuan)(chuan)感工(gong)作(zuo)頻帶(dai)寬(kuan)、動(dong)態范圍大(da)(da)、適合(he)遙(yao)測(ce)遙(yao)控(kong)(kong)、可(ke)低(di)損耗傳(chuan)(chuan)輸，利用單光子探測(ce)技術可(ke)提高光纖傳(chuan)(chuan)感的靈敏(min)度和(he)監控(kong)(kong)長度，對輸油(you)管(guan)道(dao)和(he)海底光纜的安全監控(kong)(kong)、大(da)(da)型建筑的火災(zai)報警、海岸線或邊境安全等領(ling)域具有重大(da)(da)意義。

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