光子计数成像探测系统及其在生命科学中的应用

给出了一种用光子成像头、高帧频ＣＣＤ摄像机、图像采集系统和计算机组成的光子计数成像探测系统．系统可用于探测生物的超微弱发光现象，灵敏度比一般的弱光成像器件高出１０４倍以上；系统可以对极微弱的发光现象进行实时的光子计数成像，并用计算机进行后处理和分析；最后，用实例说明该系统的应用效果．     

光子计数成像探测系统及其在生命中的应用

给出了一种用光子成像头，高帧频ＣＣＤ摄像机，图像采集系统和计算机组成的光子计数成像探测系统。系统可用于探测生物的超微弱发光现象，灵敏度兹一般的弱光成像器件高出１０＾４倍以上；系统 极微弱的发光现象进行实时的光子计数像，并用计算机进行处理和分析；最后，用实 说明该系统的应用效果。     

国内新闻

地波雷达首次服务奥帆赛，非线性光学分子功能材料研究获进展，发现调控肝脏甲胎蛋白基因表达关键分子，饮食和运动干预可降低糖尿病风险，研发出紫外单光子成像探测器，研发出多尺度有序多孔的快速自组装方法     

用于电晕检测的高光效紫外光学系统设计

为了实时监测高压电晕放电,需要一种灵敏、便携、可普遍推广使用的电晕检测设备.通过需求分析,采用日盲区响应波段的紫外火焰探测器感应进入系统的光子数来评价电晕放电强度。为提高探测灵敏度,设计了一套由单片双凸球面透镜、超半球固体浸没透镜和紫外探测器构成的紫外光学系统。该系统结构简单紧凑,有较大的能量汇聚比,提高了系统的探测能力。通过Matlab计算和Lighttools仿真设计,原理样机测试结果验证了该设计完全满足使用需求。     

2013-17 科技要闻

实现最高分辨率单分子拉曼成像中国科学技术大学侯建国等在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像,将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5nm。研究团队一直致力于自主研制科研装备,发展了将高分辨扫描隧道显微技术与高灵敏光学检测技术融为一体的联用系统。利用针尖与衬底之间形成的纳腔等离激元"天线"的宽频、局域与增强特性,通过与入射光激发和分子拉曼光子发射发生双重共振的频谱匹     

红外单光子探测器定标方法研究

紫外激光器输出的355 nm激光泵浦BBO晶体,采用晶体的I类相位匹配,利用晶体的角度调谐特性得到的红外波段光源应用于单光子探测器定标,提出了利用参量下转换产生的纠缠光子对定标SPCM单光子探测器量子效率的方法,介绍了实验原理和定标装置。     

APD光子计数图像的蒙特卡洛仿真与实现

该文应用统计光学理论研究微光成像;结合雪崩光电二极管(APD)光子探测器件的工作特点,采用蒙特卡洛方法模拟光子计数图像的成像过程。结果表明,通过基于器件特性和光子运动统计规律的仿真实验可以获得光子计数图像。以仿真流程为依据搭建了固态APD光子计数成像实验系统。在10-5lx环境照度下,通过对目标扫描得到一系列光子计数值。将光子计数数据进行存储和运算,恢复了光子计数图像。实验证明,基于APD的成像系统可以实现微光环境下目标的二维探测成像。     

光子石墨烯中光传输特性的研究

光子石墨烯与电子石墨烯有相同的微结构,是具有三角晶格的二维光子晶体,其能带结构中存在中心奇异点,称为狄拉克点。这种狄拉克准粒子的存在导致了一种新的传输状态"赝扩散"。利用共面接地波导实现了单方向性窄的波束通过二维光子晶体。利用数值仿真的方法验证了"赝扩散"的传输特性。实验结果表明,对于二维光子晶体有些能带是不能被激发的。     

多光子(n≥2)荧光共焦成像特性

研究了有限尺寸光源和探测器的任意多光子荧光过程(n≥2)不同波长荧光共焦成像的分辨率,导出了相应的三维强度脉冲响应函数和光学传递函数[3D OTF],证明多光子过程可以克服光源和探测器有限孔径、荧光波长增大对系统3D OTF的不利影响;获得了普遍的点源、点探测器系统的光学传递函数[3D OTF]横向、纵向截止频率和相应的通频带(也适用单光子荧光情况).     

太赫兹单光子探测器

太赫兹波探测技术在天文、国防、安检以及生物等领域发挥着越来越重要的作用.随着技术的发展,太赫兹探测器的灵敏度在不断提高,目前已经发展到单光子探测水平.在太赫兹频段,由于光子能量低,传输损耗较大,太赫兹单光子探测器的研制开发面临极大的技术挑战.本文首先介绍了太赫兹单光子探测器的基本原理、主要指标和测试系统并提出了实现太赫兹单光子探测的基本要求.然后,介绍了几种常见的太赫兹单光子探测器,包括半导体量子点探测器、量子阱探测器以及超导量子电容探测器,并对这些器件的发展历史、工作原理和性能指标进行了概述.半导体量子点探测器以及量子阱探测器可以实现10-21W/Hz1/2量级的噪声等效功率,并且具有很大的电流响应以及动态范围,但是其量子效率较低.超导量子电容探测器目前已实现1.5 THz的单光子探测,其噪声等效功率优于10~(-20)W/Hz~(1/2)并且探测效率可达90%.此外,纳米测热辐射计等太赫兹探测器也展现了太赫兹单光子探测的前景,本文对其工作原理和发展现状进行了介绍.结合目前国际上的重大研究项目以及报道的应用实例分析了太赫兹单光子探测器在太赫兹成像、天文观测、量子信息等领域的应用前景,阐述了太赫兹单光子探测器在这些应用中的优势.最后,对太赫兹单光子探测器的性能指标进行了总结并对未来的发展趋势进行了展望.