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光子计数技术与单光子探测系统

共计 30 章节
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01
光子计数技术导论
目标=光子本质 · 光子计数定义 · 单光子探测意义
光子计数技术导论目标=光子本质
02
单光子探测物理基础
目标=光电效应 · 光子与物质相互作用 · 量子效率
单光子探测物理基…目标=光电效应
03
单光子探测器家族
目标=光电倍增管（PMT） · 微通道板（MCP） · 雪崩光电二极管（APD）
单光子探测器家族PMT
04
雪崩光电二极管（APD）工作模式
目标=线性模式 · 盖革模式 · 偏置电压选择
APD雪崩光电二极管
05
盖革模式APD（SPAD）关键性能指标
目标=光子探测效率（PDE） · 暗计数率（DCR） · 时间抖动
APDSPAD
06
SPAD淬灭与恢复电路
目标=被动淬灭 · 主动淬灭 · 门控淬灭
SPAD淬灭
07
SPAD阵列与硅光电倍增管（SiPM）
目标=像素结构 · 微单元并联 · 输出信号叠加
SPADSiPM
08
单光子探测系统前端电子学
目标=前置放大器 · 比较器 · 时间数字转换器（TDC）
单光子探测系统前…目标=前置放大器
09
光子计数统计与噪声分析
目标=泊松统计 · 泊松噪声 · 背景光影响
光子计数统计噪声分析
10
时间相关单光子计数（TCSPC）原理
目标=时间标记 · 直方图构建 · 仪器响应函数（IRF）
TCSPC时间相关单光子计…
11
TCSPC系统搭建与优化
目标=脉冲激光源 · 同步信号 · 恒比甄别器（CFD）
TCSPC系统搭建
12
光子计数在荧光寿命成像（FLIM）中的应用
目标=荧光探针 · 寿命对比度 · 数据采集与分析流程
FLIM光子计数
13
单光子探测在激光雷达（LiDAR）中的应用
目标=飞行时间测距 · 脉冲飞行时间 · 光子计数LiDAR
LiDAR单光子探测
14
量子密钥分发（QKD）中的单光子探测
目标=BB84协议 · 诱骗态方法 · 单光子探测器在QKD系统中的角色
QKD量子密钥分发
15
单光子探测在生物医学成像中的应用
目标=扩散光学 tomography · 单光子发射计算机断层扫描（SPECT… · 时间分辨光谱
单光子探测生物医学成像
16
光子计数在深空通信与天文观测中的应用
目标=光子受限通信 · 脉冲位置调制（PPM） · 单光子探测阵列
光子计数深空通信
17
超导纳米线单光子探测器（SNSPD）
目标=超导原理 · 纳米线结构 · 探测机制
SNSPD超导纳米线单光子…
18
SNSPD系统集成与操作
目标=低温恒温器 · 光纤耦合 · 偏置电路
SNSPD系统集成
19
单光子探测器的标定与测试
目标=PDE测量 · 暗计数率测量 · 时间抖动测量
单光子探测器的标…测试
20
光子计数系统的死时间与计数率校正
目标=死时间模型（非扩展/扩展） · 计数损失校正 · 高计数率下的线性度提升方法
光子计数系统的死…计数率校正
21
多通道光子计数与符合测量
目标=符合计数原理 · 多探测器同步 · 时间关联单光子计数
多通道光子计数符合测量
22
光子数分辨探测器
目标=过渡边缘传感器（TES） · 超导隧道结（STJ） · 电荷积分型APD
光子数分辨探测器TES
23
单光子探测在量子信息处理中的应用
目标=量子比特读出 · 量子中继 · 纠缠分发
单光子探测量子信息处理
24
光子计数成像技术
目标=单光子雪崩二极管阵列成像 · 时间分辨成像 · 压缩感知
光子计数成像技术目标=单光子雪崩…
25
单光子探测系统的噪声抑制与屏蔽
目标=电磁干扰 · 光学串扰 · 暗计数抑制
单光子探测系统的…屏蔽
26
光子计数系统的高速数据采集与处理
目标=现场可编程门阵列（FPGA） · 时间数字转换器（TDC）阵列 · 数据流架构
光子计数系统的高…处理
27
单光子探测在时间分辨光谱学中的应用
目标=时间分辨拉曼光谱 · 时间分辨荧光光谱 · 瞬态吸收光谱
单光子探测时间分辨光谱学
28
光子计数技术的未来趋势
目标=新型材料（如SiC · GaN · 二维材料）
光子计数技术的未…SiC
29
单光子探测系统设计实战
目标=需求分析 · 探测器选型 · 光学系统设计
单光子探测系统设…目标=需求分析
30
课程综合项目
目标=基于SPAD的激光测距系统设计… · 器件选型 · 电路搭建
课程综合项目SPAD