光子型探测器原理
光子型探测器利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件，如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极，当光子投射到光电阴极上时，光子可能被光电阴极中的电子吸收，获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中，光电子在带正电的阳极的作用下运动，构成光电流。光电倍增管与光电管的差别在于，在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极（称为打拿极）。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞，发生倍增效应，***后形成较大的光电流信号。因此，光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。高性能的单光子探测器的研制，以及量子密钥分配方案的改进，极大地提高了量子密钥分配的速率和距离。红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦，当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时，便发出绿色的光像信号。
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单光子探测器的性能分析
以InGaAsP/InP雪崩光电二极管(APD)为核心器件的红外单光子探测技术,在量子信息技术领域的广泛应用,使其成为近年的研究热点。根据InGaAsP/InPAPD在红外通信波段实现单光子探测的要求和特点,通过APD的门控电路和实验结果分析,探讨了门模式下各种参数与暗计数率、量子效率、量子误码率、信号传输速率之间的关系,为门模参数的选择提供依据。结果表明:偏置电压的大小、门脉冲宽度和周期的选择,对提高探测器性能起着关键的作用。但单光子探测系统极高的探测灵敏度，即使对F－22、B－2这样的隐身飞机，作用距离也可达到几百到几千公里，可在极远距离上发现隐身飞机，使其“无处遁形”。
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应用于单光子探测的超导微波动态电感探测器
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微波动态电感探测器是利用低能隙超导材料制成具有高Q值的微波共面波导谐振器,藉由光子***Cooper Pairs造成电路中动态电感的改变进而影响谐振器特性的原理来实现单光子探测。它特殊的结构和优良的性能使其在阵列集成应用中展现出比较大的优越性,所以在宇宙天文探测领域尤其是在宇宙微波背景辐射探测方面具有巨大应用价值,而且现已在一些相关任务中发挥重要作用。基于FPGA控制的多通道单光子探测器模块,将多路SiAPD集中封装在同一模块中,通过FPGA编程控制产生SiAPD主动***电路所需的***和重置逻辑信号,并且通过FPGA采集计数脉冲,完成光子数分辨探测,从而大幅提高了多通道探测器的集成性能。
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