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多通道GHz近紅外單光子探測器
基于InGaAs-APD的超靈敏高速光電探測模塊，探測波段覆蓋900 -1700 nm，探測效率最高可達25%。采用先進的正弦頻譜濾波技術，支持GHz以上的單光子探測。此外，得益于先進的噪聲抑制和弱信號處理技術，GHz 單光子探測器在如此高的工作頻率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗計數水平，以及小于5%的后脈沖概率。而多通道GHz單光子探測器的集成，可實現高速的光子數可分辨探測，拓展量子探測器的動態范圍。
相關技術指標：
通道數： ≥4
工作頻率：1-2.5GHz
探測效率：1-25% 連續可調
暗計數： 工作頻率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse
工作頻率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse
后脈沖： ≤ 5%
死時間： 3 ~ 10 ns
(暗計數后脈沖指標均在10%探測效率下測得)
技術創新點：
國際上首次提出“一種低時間抖動低噪的吉赫茲單光子探測方法”，通過頻譜分析的方法將低通濾波和平衡相結合，實現了高速高性能InGaAs APD單光子探測，被國內外單光子探測領域的專家同行廣泛引用。基于該技術所研制的GHz單光子探測器通過華東電子測量儀器研究所光電計量校準中心（國防科技工業光電子一級計量站）鑒定檢測，性能指標達到國際同類儀器先進水平。“單光子探測關鍵技術與儀器開發”獲2012年上海市科技發明二等獎（第十完成人）此外，在此基礎上，將室溫單光子探測的速率提升到GHz以上，與國際水平相對比，工作頻率提升到了1.5GHz，后脈沖誤計數概率亦有所下降，探測效率為21%時，后脈沖概率僅為1.4%。
上海理工大學
2023-08-08
一種混合光子晶體及其制備方法與應用
本發明公開了一種混合光子晶體及其制備方法與應用，該混合光子晶體包括聚乙二醇雙丙烯酸酯反蛋白石骨架及填充于該骨架孔隙中的甲基丙烯酸酯明膠和磁性納米粒子；制法為采用二氧化硅膠體微球作為模板，加入預凝膠A反應、聚合后，去除二氧化硅膠體微球，制得聚乙二醇雙丙烯酸酯反蛋白石骨架，隨后將預凝膠B加入骨架中反應、聚合后，即可。該混合光子晶體作為載體應用于耐藥細胞的檢測。本發明的顯著優點為該混合光子晶體穩定性強，具有優越的生物兼容性和磁性響應性；制法簡單，可操作性強，成本低，環境友好；應用于耐藥細胞的檢測，其表面負載葉酸，能夠特異、靈敏、簡單、有效地抓捕到髓性白血病耐藥細胞。
東南大學
2021-04-11
關于激光驅動光子對撞機的新方案
首次從理論上系統闡明了微通道結構靶中，縱向電場主導了電子的加速過程，同時電子的橫向加速可以得到有效的抑制，因此可以獲得高準直性的電子束，當這些電子束在橫向場中的相位發生反轉時，電子就會在管道邊界處產生強伽馬輻射。由于電子的發散角決定了伽馬輻射的發散角，因此可以獲得準直性非常好的γ-ray輻射源。數值模擬中10PW激光所能獲得的發散角小于3度，亮度比之前研究報道結果高出兩個數量級的伽馬輻射源。圖1. 激光驅動光子對撞機產生正負電子對的方案設計圖2. 本方案可以獲得高出之前2-3量級的伽馬光源亮度 本工作即基于以上研究成果，將該超高亮度的伽馬射線應用于光子對撞機。理論計算結果表明，該方案可以獲得超高信噪比（>1000:1）,且每一發正負電子對信號（>1e8）遠高于現有測量技術的探測極限。因此，通過該方案可以在實驗室中驗證光子互作用過程中由能量到物質的轉換過程，將提供激光驅動光子對撞機研究的新途徑，也將極大的促進雙光子BW物理的發展。未來有望依據本方案建設基于重頻拍瓦飛秒激光的高亮度伽馬源及其應用裝置。
北京大學
2021-04-11
氮化硅基光子集成技術及關鍵器件
項目采用了中山大學自主研發的低損耗低應力超低溫氮化硅材料平臺，研制了一系列光子集成的關鍵 器件
中山大學
2021-04-10
一種光子晶體薄膜、其制備方法及應用
本發明公開了一種光子晶體薄膜、其制備方法及應用。光子晶 體薄膜包括 Fe3O4 納米粒子和聚丙烯酰胺水凝膠，所述 Fe3O4 納米粒 子均勻分散于聚丙烯酰胺水凝膠中，濃度在 1mg/ml～50mg/ml 之間。 其制備方法如下：(1)將 Fe3O4 納米粒子、丙烯酰胺、甲叉丙烯酰胺和 光引發劑均勻分散于有機溶液中，得到水凝膠光子晶體前體的懸濁液； (2)將凝膠光子晶體前體的懸濁液鋪設成 150～300μm 的薄膜；加載
華中科技大學
2021-01-12
微流芯片及利用微流芯片制備聚合物微球技術
已有樣品/n該項目所開發的儀器設備可以實現對FNRBCs 準確、高效、快速、低廉的分離與富集，并進行基因組層面的全面分析，為無創性產前診斷技術的發展及相關科學研究的深入提供有力的推動和支撐平臺。項目團隊在該研究領域進行了長期的研究工作，積累了大量經驗，并取得了一定成績。該成果，方法獨特，效果明顯并成功用于三體綜合癥檢測。
武漢大學
2021-01-12
一種光子晶體水凝膠薄膜及其制備與應用
本發明公開了一種光子晶體水凝膠薄膜及其制備與應用，其中 該光子晶體水凝膠薄膜包括聚丙烯酰胺凝膠、以及分布在該聚丙烯酰 胺凝膠內的 Fe3O4@C 納米粒子，其中所述 Fe3O4@C 納米粒子為 Fe3O4 表面包覆有 C 材料的納米粒子，所述 Fe3O4@C 納米粒子在所 述聚丙烯酰胺凝膠中沿某一方向呈鏈狀排列，該 Fe3O4@C 納米粒子 在該光子晶體水凝膠薄膜中的濃度為 1～50mg/mL。本發明通過對光子 晶體
華中科技大學
2021-01-12
高分辨率單光子發射斷層成像系統（SPECT）
? 在單光子發射斷層成像（SPECT）中, 放射性示蹤劑被注入病人體內，根據對放射性示蹤劑所發出的伽馬射線的測量，SPECT可以重建出放射性示蹤劑在人體內的分布圖，該圖可以反映人體組織結構及其活動功能。SPECT已經被用在腫瘤的早期診斷, 心血管疾病和腦部疾病的診斷,骨胳影像的顯示等。基于國家自然科學基金的支持，我們國際上率先發展了非均勻衰減錐形投影SPECT解析重建方案。該方案可以同時對非均勻衰減，散射，檢測器模糊效應進行解析校正，并去除泊松噪聲。相比于平行光投影重建和扇形投影重建系統，
北京理工大學
2021-01-12
一種結構光照明的雙光子熒光顯微系統
本實用新型公開了一種結構光照明的雙光子熒光顯微系統。電光強度調制器、擴束鏡和相位調制器沿飛秒激光器發出的光束依次布置在前方，經電光強度調制器功率調制、擴束鏡擴束和相位調制器相位調制后入射到掃描模塊中，掃描模塊的出射光依次經掃描鏡、場鏡、二色鏡和物鏡后照射到樣品架的樣品上，物鏡安裝在Z向掃描臺上。本實用新型為生物組織深層無創成像提供了一種可行的方式，能得到信噪比大大提升的顯微圖像，效率高靈敏度強，能夠在傳統多光子方法無法清楚識別的深度重建衍射極限分辨率。
浙江大學
2021-04-13
基于遺傳優化的集成光子帶通濾波器設計方法
隨著包括5G通訊、物聯網在內的新型產業的興起，在實際應用中對于高速、低損耗的信息處理系統的需求與日俱增。傳統的電子器件受摩爾定律的限制，在儲存密度和運算速度的突破上均面臨瓶頸，并且進入“ 后摩爾時代”，電子器件不可無限制地進行集成。器件的尺寸越小，量子效應越明顯，集成的困難就越大。作為摩爾定律的延續，人們提出一種極具潛力的設計——光子芯片。相較于傳統的電子芯片，光子芯片的巨大優勢之一是光子之間無相互作用力，可以大大降低系統的功耗，增大信息傳輸的帶寬。因此，光子芯片可以在數據通信、高性能計算和傳感技術上有重要的應用。
帶通濾波器是一種信號前端處理器件，是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信號，僅允許目標波段通過，這在信號處理領域具有廣泛的應用。然而，目前帶通濾波器在光子集成器件領域少見報道。傳統方法大多依賴經驗以及物理啟發進行結構設計和參數優化，需要耗費大量資源，器件的性能有局限性。相較于傳統的設計方法，利用算法設計納米光子學器件具有普適性和高效性。通過采用恰當的算法進行優化，可以有效提高設計效率，優化器件指標，避免出現局部最優的情況，找到性能最優的器件。
圖1.帶通濾波器掃描電鏡圖
北京理工大學
2023-07-10