01
单光子探测技术概论
量子光学基础 · 应用场景（量子通信、激光雷达、生物成像）· 课程框架
概论量子
02
核心器件：雪崩光电二极管 (APD)
盖革模式 · 线性模式 · 暗计数/效率/死时间
APD参数
03
核心器件：超导纳米线 (SNSPD)
工作原理 · 偏置电路 · 低温环境 · 关键参数
SNSPD超导
04
核心器件：光电倍增管 (PMT)
打拿极结构 · 单光子响应 · 适用场景
PMT模拟
05
探测器驱动电路设计 (APD)
高压偏置 · 主动/被动淬灭 · 门控模式
电路淬灭
06
探测器驱动电路设计 (SNSPD)
恒流偏置 · 射频读出 · 阻抗匹配
偏置射频
07
信号处理与读出电子学
TDC · TCSPC模块 · 计数卡与数据采集
读出TDC
08
光学系统集成
光纤/自由空间耦合 · 滤光片 · 透镜组 · 暗室
光学耦合
09
时序同步与触发系统
激光同步 · 内外触发 · 延迟校准
时序触发
10
系统噪声分析与抑制
暗计数 · 后脉冲 · 环境光 · 电学噪声
噪声抑制
11
系统集成实战（一）APD计数系统
器件选型 · 光路对准 · 电路连接
实战APD
12
系统集成实战（二）SNSPD量子接收
低温恒温器 · 光纤接入 · 读出链路
实战量子
13
系统集成实战（三）PMT荧光寿命
显微镜接口 · 滤光片转轮 · TCSPC
荧光PMT
14
故障排查方法论
FTA · 逐级排查 · 替换法 · 对照实验
方法论FTA
15
常见故障（一）探测器无响应
电源 · 偏压异常 · 损坏判断
故障电源
16
常见故障（二）暗计数过高
温控失效 · 屏蔽不良 · 偏压过高
暗计数温控
17
常见故障（三）探测效率偏低
光路偏差 · 端面污染 · 滤光片错误
效率光路
18
常见故障（四）时间抖动过大
TDC时钟 · 路径延迟 · 触发噪声
抖动TDC
19
常见故障（五）后脉冲效应严重
淬灭参数 · 温度异常 · 恢复时间
后脉冲淬灭
20
常见故障（六）系统死时间过长
读出饱和 · 软件瓶颈 · 恢复特性
死时间饱和
21
测试与标定设备使用
可调谐激光器 · 光功率计 · 光谱仪 · 示波器 · 网络分析仪
仪表标定
22
探测器性能标定
PDE · DCR · 时间抖动 · 死时间测量
标定PDE
23
系统级性能测试
符合计数 · g(2) · 系统时间分辨率
系统g(2)
24
软件与数据处理 (Python)
PyVISA · 串口 · Matplotlib · 曲线拟合
Python采集
25
软件与数据处理 (TCSPC)
荧光寿命拟合 · 时间戳 · 符合计数算法
TCSPC算法
26
环境控制与系统稳定性
TEC · 低温恒温器 · 振动隔离 · EMI
环境EMI
27
安全规范与操作注意事项
激光安全 · 高压 · 低温 · ESD防护
安全ESD
28
前沿技术展望
片上集成 · 自由运行 · 多像素 · 红外探测
前沿集成
29
综合案例复盘（一）QKD接收端
量子密钥分发 · 故障排查全流程记录
案例QKD
30
综合案例复盘（二）LiDAR测距异常
单光子激光雷达 · 测距精度分析与修复
LiDAR复盘