聚焦:单光子探测器科学探索的新波长

从微小的分子结合到遥远的太空,我们通过观察最小的光粒子来探索我们周围的宇宙。

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图片来源:NIST
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从分子的微小结合到遥远的太空,我们通过捕捉最小的光粒子来探索我们周围的宇宙。

NIST 的研究人员正在推出一种新型单光子探测器阵列,它可以识别单个光粒子(光子)。 它对光谱学很有用,科学家可以观察分子如何吸收不同颜色(或波长)的光。 每个分子在光谱上都有自己的颜色指纹。

这种特殊的探测器可以捕捉中红外的单个光子。 以下是该阵列的工作原理:

多个超冷探测器以某种网格形式相互连接(如图所示),电流通过。当光子撞击其中一个探测器时,它会形成一个热点,并充当水坝,在短时间内阻挡电流。

我们的研究人员开发了一种新技术来找出热点在列和行上的位置。 从那里,他们可以创建单光子图片。

整个设置具有挑战性,因为与可见光相比,中红外波更长,并且产生热点的能量更少。 但我们的科学家有一些秘诀,并用它们使其发挥作用。 在他们最近发表的论文中了解具体细节。

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