單光(guang)子探測器暗計數在激光(guang)遠距測距的重要性

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。下圖中給出了超導納米線單(dan)光子探測器應(ying)用于激光測距(ju)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(hui)波光子以及噪聲光子，結束(shu)計時，此周期為1ms。單(dan)脈沖回波(bo)光子數n0。可(ke)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(wei)反(fan)射/接收光學效率(lv)，p為(wei)目標物反(fan)射率(lv)。

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(bo)率較低時（遠距離），較大的暗計數會淹(yan)沒信號，無法進行測距。

暗(an)計數（噪聲）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、電噪聲(sheng)等。環境雜散光可以通過前置濾波片等方法進行人為消除，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接收最終光響應脈沖的光子且不會被淹(yan)沒在噪聲中。

2001年俄羅斯(si)莫斯(si)科(ke)師范(fan)大學 Gol’tsman小(xiao)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，該小組成立的俄羅(luo)斯Scontel公司，二十多年來一直(zhi)致力于(yu)超(chao)導納米線單(dan)光子探測(ce)器的(de)研究，不斷地在技術上取得(de)了新的(de)突破。

超導納米線單(dan)光子探測(ce)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(guang)(guang)通信(xin)、量子光(guang)(guang)學實(shi)驗、激光(guang)(guang)測距等方面展示出性能。

SNSPD的強大一面是具有從可見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間的運行，即7×24小時，能夠有效的抵抗光學和電功(gong)率(lv)尖峰的損壞。

俄羅斯Scontel公司新推出的超(chao)高效率超(chao)導納米線(xian)單光子(zi)探測器，其在全波段內達到高量子效率>90%，暗計(ji)數<10cps，同時計(ji)數率高達>70MHz.我們的超導納米線單光子探測器可提供最多16通道(dao)同時運行，可提供閉環壓縮(suo)機(ji)制冷，不消耗液(ye)氦，針對不同應用提供匹配的產品，可多通道同(tong)時(shi)探測及低成本升級，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，還有多模大面積(ji)探測器、超(chao)低(di)噪聲探測器、光(guang)子(zi)數分辨探測器供您選擇。

對于SNSPD的每一項參數，如果您有非常嚴格的要求，我們可為您進行定制——探測效率可高達95%、暗計數(shu)可低至(zhi)0.1cps（效率保持80%以上）、死時(shi)(shi)間低可(ke)至(zhi)2ns，時(shi)(shi)間抖動(dong)可(ke)低至(zhi)20ps，最大計數率可高達300-500M。上海昊量光電設備有限公司是俄(e)羅(luo)斯Scontel公司(si)在中國的獨jia代理公司，對于SNSPD設備有著完(wan)善的產(chan)品安(an)裝(zhuang)/培訓(xun)/升(sheng)級全程服務，為您(nin)的(de)科研保駕(jia)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），中(zhong)國科學(xue)技術(shu)大(da)學(xue)光(guang)學(xue)與(yu)光(guang)學(xue)工程(cheng)系(xi)王雙教授（研(yan)究(jiu)員）及其組(zu)員以及俄羅斯(si)SCONTEL公司技術工程師Pavel和技術執行官Alexander，通力合作進行了830公里光纖上(shang)的雙場量子密鑰(yao)分配研究（實(shi)驗模型及(ji)文(wen)章鏈接(jie)如下(xia)圖），證明了(le)基于光纖的(de) QKD 可以實(shi)現超過 140 dB的(de)通道損耗和(he) 833.8 km 的(de)距(ju)離(li)，為進一步延長傳輸距(ju)離(li)提(ti)供了(le)一種可能的(de)方法(fa)，并為更大范(fan)圍的(de) QKD 網絡鋪平了(le)道路。

在830公里光纖上的雙場量子(zi)密鑰分配-中科(ke)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(chao)導納米線單光子探(tan)測(ce)器（SNSPD有著極低的暗(an)計數，超高(gao)的全波段探測效率，高(gao)信噪比，當回(hui)波率很低時，不會被較(jiao)大的暗(an)計數淹(yan)沒掉我們所需的回(hui)波信號導致無法進(jin)行測距(ju)(ju)，可以非常清晰的接收到回(hui)波信號，是(shi)激光測距(ju)(ju)研究(jiu)及其相關(guan)研究(jiu)中的不二(er)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。對于單光子探(tan)測器有興趣(qu)或者任何問題，都歡迎通(tong)過電話(hua)、電子(zi)郵件或者微(wei)信與我們聯系。

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