仿视网膜超导纳米线单光子探测器

动态范围 110 dB

模仿视网膜感光细胞的光子响应机制，在单器件内实现宽线性动态范围的单光子探测。

Xiaoqing, Zheng · 74836419 · 陈莹 · Zhou, Hui · Hao, Li · Lixing, You

IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics 2024

具体参数

动态范围

{'zh': '110.64', 'en': '110.64'} dB

线性响应上限

{'zh': '1.16e14', 'en': '1.16e14'} photons/s

线性响应下限

{'zh': '1e3', 'en': '1e3'} photons/s

成像动态范围

{'zh': '90', 'en': '90'} dB

技术优势

不会饱和

仿生像素设计使得器件在高光子通量下仍保持线性响应，避免闭锁。

宽动态范围

动态范围达到110.64 dB，线性响应范围覆盖11个数量级。

成像动态范围高

结合压缩感知单像素成像策略，实现了90 dB动态范围的成像。

应用场景

• 量子通信：用于高计数率量子密钥分发，避免探测器饱和。
• 激光雷达：强回波下保持线性响应，提升测距精度。
• 深空通信：适应深空链路中光子通量的大幅度变化。
• 无源成像：兼顾弱光与强光区域，获取高动态范围图像。