單光子探測器陣列SPAD23

                     

    

   單光子探測器陣列SPAD23技術源于代爾夫特理工大學和洛桑聯(lián)邦理工學院 7 年的研究工作和 6項獨特技術。它是由23個六角形封裝的單光子雪崩二極管組成的探測器陣列(SPADs)，具有更高的靈敏度和更低的噪聲。

  這款單光子探測器陣列SPAD23在其寬探測譜段內(nèi)擁有>50%的探測效率（藍移）/62%的探測效率（紅移），<100cps（藍移）/50cps（紅移）的暗計數(shù)水平，且因其獨特的半導體工藝及設計實現(xiàn)了前所未有的填充因子＞80%。這款帶有時間標記功能（TimeTagging）的SPAD23整體尺寸只有信用卡大小，是熒光顯微和量子信息領域的理想探測工具。

   

   SPAD23集成性強，操作時，只需要兩個插頭，一個5 V電源和一個USB3連接。軟件程序支持二次開發(fā)，系統(tǒng)軟件支持光子計數(shù)和時間標記，可以通過TCP/IP訪問，以便輕松集成到LabVIEW、MATLAB或Python中。

該探測器與直觀的軟件界面捆綁在一起。該軟件可以輕松訪問我們的探測器提供的所有功能，允許快速原型設計，并使獲取單光子數(shù)據(jù)比以往任何時候都更容易。并且通過標準TCP/IP接口提供完全的遠程控制。這使用戶能夠從任何支持TCP/IP的軟件包（如Matlab、OCTave、Labview和Python）完全控制系統(tǒng)?？芍苯拥玫街狈綀D以及光子時間戳、積極時間內(nèi)的每個像素的光強值等等。

   共焦熒光顯微應用：

   圖像掃描顯微鏡(ISM)，量子
   ISM(Q-ISM)，熒光壽命成像

  熒光相關光譜法(FCS)、受激發(fā)射耗盡顯微鏡(STED)

   優(yōu)勢:

  SPAD陣列增加了光的收集，使共聚焦掃描顯微鏡領域的創(chuàng)新成為可能。這一創(chuàng)新蕞終導致了清晰和明亮的圖像與潛在的分子功能，相互作用和環(huán)境的功能信息。

  單光子探測器陣列SPAD23能使標準的共聚焦顯微鏡實現(xiàn)超分辨率，增加光線收集，提高成像速度，降低背景噪聲

                                                                       

                                        共焦顯微鏡圖像                                                                                 顯微鏡圖像

                                                      

   量子信息應用：

  反聚束與符合相關，量子隨機數(shù)生成

   優(yōu)勢：  

  時間光子相關性和光子數(shù)解析(PNR)使探測光的量子特性成為可能。我們的探測器具有極低的串擾，因此能夠可靠地測量二階和三階光子相關性，以及不可破解的加密量子隨機數(shù)生成。

  單光子探測器陣列SPAD23相當于簡化了的多通道單光子探測器，通過檢測器并行化提高數(shù)據(jù)速率，光子數(shù)分辨(PNR)檢測

藍移/紅移版本性能對比：

Wavelength peak 波長峰值Green 綠Red 紅
Standard system 標準系統(tǒng)tdc system TDC系統(tǒng)Standard system 標準系統(tǒng)TDC system TDC系統(tǒng)Array size 數(shù)組大小Peak detectionefficiency 峰值檢測效率Wavelength window 波長窗口Fill factor (collimatedlight) 填充系數(shù)（準直光）Mediandarkcountrate 暗計數(shù)率中位數(shù)Maximum pixel countrate 蕞大像素計數(shù)率Maximum system bandwidth(USB-3) 蕞大系統(tǒng)帶寬（USB-3）Maximum photonthroughput  蕞大光子通量
(counting mode) （計數(shù)模式）Maximum photonthroughput  蕞大光子通量
(timing mode) （定時模式）Timing resolution 時序分辨率Timing synchronousto 定時同步至Power consumption 功耗External SMAtriggers 外部SMA 觸發(fā)器Peltier cooling Protective glasswindow 防護玻璃窗Robust metalenclosure 堅固的金屬外殼

23pixels		25pixels
50% @ 520nm		62% @ 620nm
400—950nm		520—820nm
>80%
<100cps		<50cps
7.8Mcps		12.5Mcps
3Gbps
180Mcps		310Mcps
70Mcps
10 ns	20 ps	10 ns	20 ps
internal clock 內(nèi)部時鐘	laser clock 激光時鐘	internal clock 內(nèi)部時鐘	laser clock 激光時鐘
<1 W <1 瓦	<2 W <2 瓦	<1 W <1 瓦	<2 W <2 瓦
dwell clock  line clock   frame clock	dwell clock  line clock   frame clock   laser clock	dwell clock   line clock   frame clock	dwell clock   line clock  frame clock  laser clock
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