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光子计数原理
spad如何实现单光子探测，此模式也称为盖革模式。给spad加载使其处于击穿态的偏置电压vbr，荧光，并处于亚稳态（a点）。它将保持此状态，直到创建主电荷载流子。在这种情况下，信号放大作用实际上变得无限大，甚至只探测到单光子也会引起雪崩效应，从而出现宏观电流脉冲（点a到b），之后可以通过后端所设计的电子电路轻松的探测到信号。该电路必须要限制流过器件的电流的值，以防止其*器件并能够淬灭雪崩以使器件复位（点b到c）。一定时间后（死时间），偏置电压将恢复（c点到a点），spad再次准备探测单个光子。击穿电压的实际值取决于半导体材料、器件结构和温度等因素。对于ingaas / inp-apd来说，击穿电压通常约为50v。在盖革模式下，apd的探测效率以及噪声都取决于所加的偏置电压。
光电二*管是一种光电探测器，能够根据工作模式将光转换成电流或电压。光电二*管与普通半导体二*管类似，只是它们可以暴露在外，可以通过窗口或光纤连接进行封装，从而使光到达器件的感光部分。许多专门用作光电二*管的二*管使用的是pin结而不是p-n结，pin结的二*管能够提高响应速度。光电二*管被设计成在反向偏置电压下工作。
高灵敏度相机是指成像器件能探测到光子数小于500个，对微弱光进行成像。高灵敏度相机可以分为进行单光子探测的iccd，在10个光子数下有优势的emccd，在高分辨率高速度且高灵敏下的scmos，为降低热噪声提高灵敏度的制冷型ccd 。
原理目标物体在相机的芯片上形成的每个信号都反映了投射在相机像素上的光线量。在光线较暗的情况下，该信号非常弱。高灵敏度相机内的电子元件可增强较弱的信号，使其能够有效地数字化并传输[2]。
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