Определение: режимом счета фотонов называется детектирование слабых сигналов, при котором где подсчитывается количество поглощенных фотонов. Некоторые виды фотоприемников настолько чувствительны, что они позволяют обнаружить одиночные фотоны. Это дает возможность регистрировать отдельные поглощения фотона, а не интенсивность оптической энергии. Кроме того, можно зарегистрировать совпадения между двумя или несколькими детекторами, что важно для многих экспериментов в квантовой оптике.
Важные свойства режима счета фотонов
Детекторы счета фотонов имеют характерные свойства, которые несколько отличаются от других фотодетекторов. Наиболее важными из них являются следующие:
• Минимальный уровень регистрируемого светового сигнала определяется "темновым" счетом. Из-за нагрева детектора происходит увеличение "темнового" счета, эта проблема устраняется охлаждением катода. В какой-то степени, этому также способствует уменьшение активной области.
• Максимальная скорость счета определяется скоростью детектора или соответствующей электроники.
• Квантовая эффективность – это доля поглощенных фотонов, которые могут быть зарегистрированы. Обнаружение с малой квантовой эффективностью (т.е. теряя много фотонов), вносит шум, который мешает обнаружению на уровне квантового шума.
• Временное колебание (как качественный термин) – неопределенность во времени зарегистрированных фотонов. Это обычно количественно-среднеквадратичное значение.
•Для фотоумножителей, есть также некоторое фиксированное время задержки между временем поглощением фотона и выходом электрического импульса.
Фотодетекторы для счета фотонов
Классический способ обнаружения одного фотона - использование ФЭУ. Особенно с охлаждением фотокатода, такие устройства могут иметь очень низкие темные скорости счета. Квантовая эффективность в видимом спектральном диапазоне может достигать десятков процентов, в то время как, в инфракрасном диапазоне достигает лишь нескольких процентов.
