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中长波红外SNSPD及其天文应用探讨
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作者 徐鼎言 陈奇 +1 位作者 张蜡宝 吴培亨 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期83-96,共14页
超导纳米线单光子探测器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detector,SNSPD)是一种性能优异的可扩展到中长波红外的单光子探测器,十分符合行星宜居性探测等天文观测任务,满足观测物质辐射波段广、信号能量弱、极低暗计数等要求... 超导纳米线单光子探测器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detector,SNSPD)是一种性能优异的可扩展到中长波红外的单光子探测器,十分符合行星宜居性探测等天文观测任务,满足观测物质辐射波段广、信号能量弱、极低暗计数等要求。本文介绍了SNSPD的主要光响应模型,将SNSPD性能参数与天文探测指标之间建立联系,概述了SNSPD在中长波红外波段扩展的历程,从材料、工艺、器件结构、光学吸收增强结构、阵列规模等角度分析研究方向和难点,并对其在天文探测领域中的应用如激光雷达、系外行星光谱检测等进行可行性讨论,最后总结展望了中长波红外SNSPD的发展方向,点出了继续扩展波长、信噪比提升、小型化等仍需解决的问题。目前SNSPD已经在29μm波长处实现了饱和的内量子效率,但距实现百万像素阵列、高探测效率器件仍有较大距离。随着微纳加工技术和制冷技术的进步,得以畅想星载高效中长波SNSPD阵列器件。 展开更多
关键词 中长波红外 超导纳米线单光子探测器 行星宜居性探测 天文探测
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超低剂量超高分辨率光子计数探测器CT评估肺结节图像质量和体积变异
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作者 王亚婕 周宇涵 +6 位作者 雷丽敏 郭晓旭 陶李娜 丁彦茹 高正铭 王倩 岳松伟 《临床放射学杂志》 北大核心 2026年第3期451-458,共8页
目的评估超高分辨率光子计数探测器CT(UHR PCD-CT)结合超低剂量扫描方案对不同大小及类型肺结节的检出率、图像质量及体积测量准确性的影响。方法采用置入模拟肺结节的胸部体模,在UHR PCD-CT上以4个剂量水平(CTDIvol:9.05、1.00、0.07、... 目的评估超高分辨率光子计数探测器CT(UHR PCD-CT)结合超低剂量扫描方案对不同大小及类型肺结节的检出率、图像质量及体积测量准确性的影响。方法采用置入模拟肺结节的胸部体模,在UHR PCD-CT上以4个剂量水平(CTDIvol:9.05、1.00、0.07、0.03 mGy)进行扫描。所有图像均以0.2 mm及1 mm层厚、1024×1024矩阵、BI64卷积核、量子迭代重建(QIR)等级3进行重建。定量分析各剂量水平下结节的检出率、噪声值(SD)、信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)。应用肺结节AI诊断软件测量结节体积并计算体积绝对百分比误差(APE_(volume))。主观图像质量以9.05 mGy剂量组图像为参考,采用5分法对所有图像进行评分。结果各低剂量方案中,随剂量减低,肺结节检出率减低,APE_(volume)增高。实性结节(SNs)的检出率高于磨玻璃结节(GGNs),直径≥8 mm结节的检出率及体积测量准确性优于较小结节。两种结节类型的SD值均随剂量减低而升高,SNR及CNR值随之减低;直径≥8 mm结节的CNR值改善程度更大(均P<0.05)。主观图像质量表明,1.00 mGy时诊断图像质量与参考剂量9.05 mGy相当;剂量为0.07 mGy时图像可满足诊断要求(均P<0.05)。结论即使在超低剂量(0.03~0.07 mGy)条件下,UHR PCDCT结合AI辅助诊断软件,仍可维持肺结节(尤其是SNs及直径≥5 mm者)检出及获得满足诊断的图像质量,具有较强临床应用潜能。 展开更多
关键词 超高分辨率光子计数探测器CT 超低辐射剂量 肺结节 体模
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光子计数CT低剂量胸部扫描下段胸椎虚拟钙成像对骨质疏松的诊断价值
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作者 章清 陈蓓 +7 位作者 王正林 高雨洁 许玮月 周铮 陈骥梁 金东生 罗松 卢光明 《中国医学影像学杂志》 北大核心 2026年第1期104-110,共7页
目的 探讨光子计数CT低剂量胸部扫描下段胸椎虚拟钙成像(VCI)对骨质疏松的诊断价值,并以双能X线吸收测定法(DXA)为参考标准,评估其诊断效能。资料与方法 回顾性纳入2024年1—8月在南京医科大学附属老年医院48 h内接受光子计数CT低剂量胸... 目的 探讨光子计数CT低剂量胸部扫描下段胸椎虚拟钙成像(VCI)对骨质疏松的诊断价值,并以双能X线吸收测定法(DXA)为参考标准,评估其诊断效能。资料与方法 回顾性纳入2024年1—8月在南京医科大学附属老年医院48 h内接受光子计数CT低剂量胸部CT扫描及DXA检查患者,分为骨量正常组、骨量减少组和骨质疏松组。CT图像经光谱后处理生成VCI图像,测量下段胸椎(T7~T12)椎体不同部位VCI参数,包括钙的CT值(CM)、钙浓度(CaD)、虚拟单能70 keV CT值(ME70)、虚拟平扫值及脂肪分数。评估VCI参数与腰椎骨密度/T值的相关性。采用受试者工作特征曲线评估VCI各参数对骨质疏松的诊断效能。结果 共纳入75例患者、431个胸椎。VCI参数CM、CaD、ME70与DXA测得腰椎骨密度及T值均呈中至强正相关(r=0.43~0.75,P<0.01),其中T9椎体参数与DXA指标相关性最强。胸椎VCI参数CM、CaD、ME70在骨量正常组、骨量减少组、骨质疏松组间差异有统计学意义(F=7.236~20.848,P<0.01),且呈递减趋势。胸椎前、中、后部VCI参数CM、CaD、ME70呈梯度递增,后部相关性最强。虚拟平扫值和脂肪分数与DXA无显著相关性(r=-0.29~0.97,P>0.05)。各胸椎CM、CaD和ME70诊断骨质疏松均有价值,多节段胸椎联合分析优于单椎体模型,CM的曲线下面积最高,为0.912,敏感度为80.0%,特异度为88.4%,优于Ca D(曲线下面积0.884)及ME70(曲线下面积0.836)。VCI参数测量结果在观察者内及观察者间一致性均较好(组内相关系数=0.904~0.998,P<0.001)。结论 基于光子计数CT低剂量胸部扫描的VCI技术在识别胸椎骨量分布差异及骨质疏松诊断中具有良好的效能,CM表现最佳。该方法可作为常规胸部检查的附加骨质疏松筛查,具有较高的临床应用潜力。 展开更多
关键词 骨质疏松 体层摄影术 X线计算机 光子 能量积分探测器CT 辐射剂量 虚拟钙成像 诊断
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空间暗弱目标单光子激光三维探测技术
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作者 赵思思 张景豪 +2 位作者 李同 郑国宪 郑永超 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第6期972-979,共8页
空间目标光学探测是实施碎片规避、预警、清除的前提,是维护在轨运行航天器安全、维持外太空活动可持续发展的重要基础。其中,激光雷达能够实现全天时探测,是被动光学载荷的重要补充。文章提出具有时间位置信息记录功能的空间暗弱目标... 空间目标光学探测是实施碎片规避、预警、清除的前提,是维护在轨运行航天器安全、维持外太空活动可持续发展的重要基础。其中,激光雷达能够实现全天时探测,是被动光学载荷的重要补充。文章提出具有时间位置信息记录功能的空间暗弱目标单光子激光三维探测技术,获取穿过视场的动目标时空三维信息,并利用双Hough变换实现低信噪比下目标轨迹的检测。实验结果表明,该方法对不同运动速度的目标,在信噪比小于2时能够检出目标,对于强背景强目标,可以提升轨迹检测精度。文章的研究可为高速微弱目标高灵敏度监测提供参考。 展开更多
关键词 单光子探测 激光探测 高灵敏度 空间目标
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SPAD关键参数及淬灭电路设计综述
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作者 刘通 陈玉婷 +2 位作者 程江华 蔡亚辉 程榜 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode,SPAD)是一种能够在低照度甚至单光子条件下实现光电探测的器件。凭借其体积小、易集成、灵敏度高及抗电磁干扰等优势,SPAD近年来在激光雷达探测、生物荧光寿命成像、光谱分析和量子通... 单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode,SPAD)是一种能够在低照度甚至单光子条件下实现光电探测的器件。凭借其体积小、易集成、灵敏度高及抗电磁干扰等优势,SPAD近年来在激光雷达探测、生物荧光寿命成像、光谱分析和量子通信等领域得到广泛的应用。文章首先介绍SPAD的工作原理、器件结构设计及其发展历程;接着针对光电探测应用,探讨SPAD设计与制造过程中需要关注的关键参数及其形成原理;最后分类介绍用于SPAD雪崩淬灭的淬灭电路设计方法。 展开更多
关键词 单光子探测器 单光子雪崩二极管 光电探测 淬灭电路
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光子计数探测器CT联合“四低”方案用于冠状动脉CT血管成像 被引量:4
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作者 张炜珽 聂可卉 +8 位作者 原典 张怡存 齐珂 张梦圆 谷艳博 陈岩 高剑波 张永高 刘杰 《中国医学影像技术》 北大核心 2025年第6期976-980,共5页
目的观察光子计数探测器(PCD)-CT联合“四低”方案(低对比剂浓度、低对比剂剂量、低对比剂注射流率、低辐射剂量)用于冠状动脉CT血管成像(CCTA)的可行性。方法前瞻性将106例疑诊冠心病患者随机分为能量积分探测器(EID)-CCTA(A组,采用常... 目的观察光子计数探测器(PCD)-CT联合“四低”方案(低对比剂浓度、低对比剂剂量、低对比剂注射流率、低辐射剂量)用于冠状动脉CT血管成像(CCTA)的可行性。方法前瞻性将106例疑诊冠心病患者随机分为能量积分探测器(EID)-CCTA(A组,采用常规扫描方案,n=52)及PCD-CCTA组(B组,采用“四低”扫描方案,n=54)并进行相应检查;对比组间辐射剂量及图像质量主、客观评价结果。结果B组对比剂剂量及注射流率、容积CT剂量指数、剂量长度乘积及有效剂量均低于A组(P均<0.001)。B组图像质量主观评分高于A组[5(4,5)vs.4(4,5),Z=-2.310,P=0.021]。相比A组,B组主动脉根部及多数冠状动脉主要分支血管节段CT值、信噪比及对比度噪声比均升高而噪声降低(P均<0.05)。结论PCD-CT联合“四低”方案可用于CCTA,能改善图像质量、降低对比剂用量及辐射剂量。 展开更多
关键词 冠状动脉疾病 心血管造影术 图像质量 光子计数探测器 前瞻性研究
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基于光子计数探测器CT能谱定位像定量评估股骨颈骨密度的前瞻性研究 被引量:3
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作者 周山税 秦乐 +3 位作者 常蕊 杜联军 严福华 刘方韬 《诊断学理论与实践》 2025年第2期163-169,共7页
目的:研究基于光子计数探测器CT(photon-counting detector CT,PCD-CT)采集的能谱定位像(spectral localizer radiograph,SLR)定量检测股骨颈的面积骨密度(areal bone mineral density,aBMD)的效能。方法:于2024年7月至2025年4月前瞻性... 目的:研究基于光子计数探测器CT(photon-counting detector CT,PCD-CT)采集的能谱定位像(spectral localizer radiograph,SLR)定量检测股骨颈的面积骨密度(areal bone mineral density,aBMD)的效能。方法:于2024年7月至2025年4月前瞻性纳入需接受双能量X射线吸收法(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)以及CT扫描这2种检查的受试者(≥18岁)。这些患者在PCD-CT上接受检查获取SLR,由2名观察者在SLR上独立、盲法测量患者左侧股骨颈的aBMD。以DXA的测量结果为标准,评估SLR对aBMD的定量准确性及针对异常骨量(T值<-1.0)的诊断效能。结果:本研究共纳入63名受试者(其中女性36人),平均年龄(64.30±13.20)岁,DXA测得的中位aBMD值为0.889[四分位间距(interquartile range,IQR)为0.749~1.031]g/cm^(2),其中23人(36.51%)表现出异常骨量。2名观察者测量的aBMD值[中位数(IQR)表示]分别为0.879(0.760~0.985)g/cm^(2)和0.891(0.784~0.977)g/cm^(2),基于SLR测量的aBMD值具有极好的观察者间一致性(组内相关系数为0.98)。以DXA结果为参考,SLR测量aBMD的中位百分比绝对误差为6.66%(IQR为3.64%~9.80%),基于SLR诊断异常骨量的准确率、灵敏度、特异度分别为95.24%(50/63)、95.65%(22/23)、95.00%(38/40)。结论:基于PCD-CT采集的能谱定位像可以准确定量股骨颈的骨密度,并表现出较高的异常骨量诊断效能。 展开更多
关键词 光子计数CT 能谱成像 骨质疏松 定位像
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高速超导纳米线单光子探测器研究进展 被引量:6
8
作者 陈敬学 李浩 《功能材料与器件学报》 2025年第1期1-10,共10页
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,相较于传统的单光子探测器,其具有高探测效率、低暗计数、高计数率、低时间抖动等优势,近年来在量子信息、激光雷达等领域大放异彩。随着技术的发展,量子通信、深空通信等应用对SN... 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,相较于传统的单光子探测器,其具有高探测效率、低暗计数、高计数率、低时间抖动等优势,近年来在量子信息、激光雷达等领域大放异彩。随着技术的发展,量子通信、深空通信等应用对SNSPD的响应速度(即计数率)提出了更高的要求。本文首先介绍超导纳米线单光子探测器的基本原理,随后着重描述近年来高速SNSPD的研究进展,包括限制探测器计数率的因素及提升SNSPD计数率的方法,最后对高速SNSPD的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 超导单光子探测器 高速 量子通信
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基于HOM干涉的光子计量技术研究(特邀)
9
作者 高传武 李军刚 +5 位作者 温佩轩 杨利伟 朱梦琪 俞文凯 史学舜 张安宁 《光子学报》 北大核心 2025年第11期24-38,共15页
基于Hong-Ou-Mandel干涉的光子计量技术利用全同光子在分束器上的量子干涉效应,对光子不可区分性极为敏感,是评估量子光源和实现超高精度测量的核心工具。首先介绍了光子计量的基本原理和几种常见的光子计量方法,随后阐述了Hong-Ou-Man... 基于Hong-Ou-Mandel干涉的光子计量技术利用全同光子在分束器上的量子干涉效应,对光子不可区分性极为敏感,是评估量子光源和实现超高精度测量的核心工具。首先介绍了光子计量的基本原理和几种常见的光子计量方法,随后阐述了Hong-Ou-Mandel干涉的理论,并展示了基于自发参量下转换纠缠源的实验方案。实验中,通过高精度符合测量,获得了高达85.3%的干涉可见度,验证了光子对的高度不可区分性。通过与多模光纤的对比实验,进一步揭示了空间模式纯度对干涉质量的决定性影响。此外,系统综述了Hong-Ou-Mandel干涉在单光子源性能表征、高精度时间延迟测量及量子增强光谱学中的前沿应用。最后,展望了该技术在芯片级集成、多光子干涉方案等方向的发展前景与挑战。 展开更多
关键词 光子计量 Hong-Ou-Mandel干涉 单光子源 量子全同性 量子增强光谱学 单光子探测器
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单光子激光通信中基带脉冲采样调制技术研究
10
作者 董娇 董科研 +4 位作者 盛亚培 高子怡 林鹏 徐立 于笑楠 《光子学报》 北大核心 2025年第11期143-153,共11页
为解决单光子探测器雪崩恢复瓶颈导致的高速开关键控信号丢失问题,提升单光子激光通信系统的传输速率与误码率,采用脉冲采样-开关键控调制的方式对信号进行调制,并将脉冲采样与单光子探测技术相结合,探讨其在高速单光子激光通信中的应用... 为解决单光子探测器雪崩恢复瓶颈导致的高速开关键控信号丢失问题,提升单光子激光通信系统的传输速率与误码率,采用脉冲采样-开关键控调制的方式对信号进行调制,并将脉冲采样与单光子探测技术相结合,探讨其在高速单光子激光通信中的应用,重点分析了其发射与传输机理。通过理论和仿真分析了脉冲采样后速率、脉宽(占空比)对系统灵敏度及误码率的影响,并通过脉冲采样-开关键控调制的单光子激光通信系统1 km外场通信实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,采用脉冲采样-开关键控调制的通信系统误码率优于10^(-6),验证了该方法能够有效克服单光子探测器雪崩淬灭与恢复时间对调制信号的限制,提升通信系统的可靠性。 展开更多
关键词 空间激光通信 脉冲采样 单光子探测器 误码率
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基于单光子探测器阵列的抗噪声频域成像研究
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作者 陆茂霖 白妙青 秦成兵 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期537-545,共9页
单光子探测器阵列因其单光子极限探测灵敏度和多像元特性,被广泛应用于单光子雷达、生物荧光成像等领域。然而,受限于制备工艺,像元间探测效率存在差异,常常导致单光子探测器阵列成像发生畸变。本工作通过独立调控每个单光子探测器的反... 单光子探测器阵列因其单光子极限探测灵敏度和多像元特性,被广泛应用于单光子雷达、生物荧光成像等领域。然而,受限于制备工艺,像元间探测效率存在差异,常常导致单光子探测器阵列成像发生畸变。本工作通过独立调控每个单光子探测器的反向偏置电压,实现了对4×4探测器阵列探测效率的优化,将平均探测效率提高了1.77倍,差异性缩小为调节前的1/7。在此基础上,通过对每个单光子探测器光子到达时间进行傅里叶变换,发展了频域成像方案,该方案即使在背景噪声为信号强度的104倍的条件下,依然能够实现较好的频域成像效果,且对比信噪比达到2.29。本工作为基于单光子探测器阵列实现复杂环境下微弱光信号的探测提供了新的思路。 展开更多
关键词 量子信息 单光子探测器阵列 探测效率 傅里叶变换 光子计数成像 频域成像 对比信噪比
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基于集成制冷SPAD的时间相位QKD系统
12
作者 周雷 蒋连军 +2 位作者 栾超 于林 唐世彪 《半导体光电》 北大核心 2025年第5期907-911,共5页
为满足量子密钥分发(QKD)系统在复杂信道环境中的实用化需求,文章提出一种基于集成制冷单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相位QKD系统。该系统将量子态调制维度转向时间相位域,从物理机制上避免了偏振扰动对QKD系统性能的影响。采用集成制冷... 为满足量子密钥分发(QKD)系统在复杂信道环境中的实用化需求,文章提出一种基于集成制冷单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相位QKD系统。该系统将量子态调制维度转向时间相位域,从物理机制上避免了偏振扰动对QKD系统性能的影响。采用集成制冷SPAD作为单光子探测单元,显著增强了QKD接收设备的温度适应性与长期工作可靠性。所研制的QKD设备最远成码距离达130 km,在100 km与50 km传输距离下的密钥生成率分别为10.01 kbps与60.97 kbps。在模拟信道振动的严苛测试中,系统密钥生成率波动极小,展现出优异的抗扰动能力。该系统已部署于某省级电力调度网的现实环境中,在包含2 km悬空光缆的23 km混合链路上连续稳定运行超过14个月,并保持14.7 kbps的密钥生成率,验证了时间相位编码QKD系统在复杂信道条件下的工程可行性与实用潜力。 展开更多
关键词 量子密钥分发 时间相位编码 悬空光缆 单光子探测器
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面向超导纳米线单光子探测器研制的新型非晶超导薄膜材料的物性研究
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作者 许洛 张孝富 尤立星 《物理学报》 北大核心 2025年第18期323-331,共9页
非晶超导薄膜材料具有超导电性均匀性高以及光响应灵敏度好等优势,是研制大光敏面以及中远红外超导纳米线单光子探测器的理想超导薄膜材料.本文系统研究了新型非晶锗化钨超导体的超导物性随薄膜材料厚度的变化.对比硅化钨与锗化钼非晶... 非晶超导薄膜材料具有超导电性均匀性高以及光响应灵敏度好等优势,是研制大光敏面以及中远红外超导纳米线单光子探测器的理想超导薄膜材料.本文系统研究了新型非晶锗化钨超导体的超导物性随薄膜材料厚度的变化.对比硅化钨与锗化钼非晶超导薄膜,研究发现锗化钨合金与硅化钨具有相似的超导物性,包括相近的临界温度和相干长度,稍低的正常态电子扩散系数和较高的磁穿透深度.相较于锗化钼,锗化钨合金与硅化钨的电子扩散系数和磁穿透深度均呈现不同程度的增大.通过研究3种不同非晶薄膜的超导物性参数,为大光敏面、高灵敏度超导纳米线单光子探测器的研发与性能优化提供了新的材料选择与实验依据. 展开更多
关键词 超导纳米线单光子探测器 非晶超导薄膜材料 锗化钨 超导物理学性质
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一种改进的GM-APD阵列BER模型及其验证
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作者 孙明伟 赵文嵩 +4 位作者 姜子健 高嵩 董鑫浓 刘旭 蔡官行 《光通信技术》 北大核心 2025年第5期40-44,共5页
为提高基于盖革模式雪崩光电二极管(GM-APD)阵列的无线光通信系统误码性能分析的准确性,提出一种融合计数率约束与多载流子单计数机制的改进型误码率(BER)模型,并基于二项分布推导出BER表达式。仿真与实验数据对比验证结果表明:改进的BE... 为提高基于盖革模式雪崩光电二极管(GM-APD)阵列的无线光通信系统误码性能分析的准确性,提出一种融合计数率约束与多载流子单计数机制的改进型误码率(BER)模型,并基于二项分布推导出BER表达式。仿真与实验数据对比验证结果表明:改进的BER模型在较高背景光条件下显著优于传统泊松模型,更贴近实际系统表现;当阵列规模大于20、背景噪声低于信号功率时,系统可在较低复杂度下实现10^(-3)量级BER,结合纠错编码可提升接收灵敏度5~8 dB。 展开更多
关键词 盖革模式雪崩光电二极管探测器 光子计数 无线光通信 误码率
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基于CT评估胃癌免疫治疗疗效的研究进展
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作者 王晓欢 王晓东 +3 位作者 赵海峰 李锐彤 张璇 张皓 《兰州大学学报(医学版)》 2025年第8期89-94,共6页
免疫治疗的发展改变了胃癌患者的临床治疗方案,它能够提高进展期胃癌患者的生存率,但其药物疗效在个体之间存在显著异质性,且病理学评价结果具有创伤性和滞后性。因此,术前评估免疫治疗疗效,合理选择手术时机,对于延长患者生存期以及最... 免疫治疗的发展改变了胃癌患者的临床治疗方案,它能够提高进展期胃癌患者的生存率,但其药物疗效在个体之间存在显著异质性,且病理学评价结果具有创伤性和滞后性。因此,术前评估免疫治疗疗效,合理选择手术时机,对于延长患者生存期以及最大限度降低并发症发生率具有重要意义,是当前临床亟待解决的关键问题。本文综述了双能计算机断层扫描定量分析技术与人工智能在评价胃癌免疫治疗疗效方面的研究进展,旨在通过无创性评估手段,为优化胃癌治疗策略、提升治疗效果提供科学依据。 展开更多
关键词 胃癌 免疫治疗 双能计算机断层扫描 人工智能 影像组学 疗效评价 光子探测器计算机断层扫描
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CT无创影像学检查在冠状动脉性心脏病中的应用及研究进展
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作者 王钰 葛颖 +1 位作者 赵辉 郭瑞 《中国分子心脏病学杂志》 2025年第5期7132-7141,共10页
冠状动脉CT血管造影(CCTA)是非侵入性评价冠状动脉病变的重要方法,其可以提供钙化、狭窄程度、斑块成分和心外膜脂肪组织(EAT)等多方面重要信息。近年来,随着技术的飞速发展,CT灌注(CTP)、CT血流储备分数(FFRCT)等多种CT技术应运而生并... 冠状动脉CT血管造影(CCTA)是非侵入性评价冠状动脉病变的重要方法,其可以提供钙化、狭窄程度、斑块成分和心外膜脂肪组织(EAT)等多方面重要信息。近年来,随着技术的飞速发展,CT灌注(CTP)、CT血流储备分数(FFRCT)等多种CT技术应运而生并初步应用于临床。这些技术的发展将促进CT无创影像学检查从解剖学评价到解剖功能学综合评价的转变。光子计数探测器CT(PCD-CT)是CT成像领域的一项新的革命性技术,具有图像质量好、空间分辨率高、伪影少及辐射剂量低等优势,因此,其可能为CT心血管成像带来显著的提升及优化。本文就近年来CT无创影像学检查在冠状动脉性心脏病中的临床应用及研究进展进行综述,并简要探讨其局限性及未来发展趋势。 展开更多
关键词 冠状动脉性心脏病 冠状动脉CT血管成像 血流储备分数 光子计数探测器CT
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基于InGaAs/InP的高效率GHz单光子探测器
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作者 马靖 梁焰 《光学仪器》 2025年第1期79-85,共7页
作为量子信息系统的接收终端,提高单光子探测器的探测效率与工作速率意义重大。基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)设计了2 GHz高探测效率单光子探测器,采用正弦门控与低通滤波技术相结合的方法,有效抑制了门控模... 作为量子信息系统的接收终端,提高单光子探测器的探测效率与工作速率意义重大。基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)设计了2 GHz高探测效率单光子探测器,采用正弦门控与低通滤波技术相结合的方法,有效抑制了门控模式下APD的尖峰噪声并提取雪崩信号,尖峰噪声抑制比达到了41.5 dB。在通信波段1310 nm、工作速率2 GHz、工作温度-10℃的条件下,实现了探测效率40.2%、暗计数率7.75×10^(-6)/门、后脉冲概率10.0%、时间抖动仅为80 ps的高性能单光子探测。此外,还分析了不同幅度的门控信号与多个APD工作温度,探究其对APD性能的影响,探索进一步提升探测器性能的可能,为实现远距离量子通信、量子计算等应用提供支撑。 展开更多
关键词 单光子探测器 雪崩光电二极管 低通滤波技术
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光子计数CT与能量积分探测器CT用于冠状动脉支架成像的图像质量对比
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作者 徐智颖 秦乐 +3 位作者 艾斯凯尔江·亚力坤 董海鹏 严福华 朱思奇 《实用老年医学》 2025年第12期1213-1216,1222,共5页
目的探讨在冠状动脉支架CT成像中,光子计数CT(PCCT)的超高分辨率(UHR)模式,相较于能量积分探测器CT(EID⁃CT)常规成像模式的优势。方法前瞻性分析15例冠状动脉支架植入术后患者(32根支架)的影像资料。所有患者以UHR模式进行PCCT的冠状动... 目的探讨在冠状动脉支架CT成像中,光子计数CT(PCCT)的超高分辨率(UHR)模式,相较于能量积分探测器CT(EID⁃CT)常规成像模式的优势。方法前瞻性分析15例冠状动脉支架植入术后患者(32根支架)的影像资料。所有患者以UHR模式进行PCCT的冠状动脉CT造影(CCTA),且PCCT检查前均进行过EID⁃CT的CCTA检查。客观评价指标包括支架内管腔直径、支架外直径、晕状伪影指数、支架内外血管CT值差和支架内管腔噪声。主观评价指标包括支架内管腔、支架结构、支架外钙化斑块、支架周围血管显示情况,支架内再狭窄诊断信心、射束硬化伪影和晕状伪影,以李克特5分法进行评估。结果PCCT图像的支架内直径和支架内管腔噪声显著高于EID⁃CT图像(P<0.001),晕状伪影指数和支架内外血管CT值差显著低于EID⁃CT图像(P<0.001);2组图像的支架外直径差异无统计学意义(P=0.366)。PCCT在所有主观评价指标上的得分均显著高于EID⁃CT(P<0.001)。结论PCCT在冠脉支架成像中能够获得比传统EID⁃CT更好的图像质量和诊断信心,未来有可能成为临床无创性评估冠状动脉支架通畅性的新方法。 展开更多
关键词 光子计数CT 能量积分探测器CT 冠状动脉支架 图像质量
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联合信道下水下光子计数通信系统误码率分析
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作者 吕晶晶 师庆 +1 位作者 王冰洁 刘丽 《光通信研究》 北大核心 2025年第4期50-57,共8页
【目的】水下光子计数无线通信(UPCC)能够实现微弱信号探测,有效缓解复杂水下环境造成的光信号衰减影响,延长通信距离。水下信道对光的吸收和散射会造成信号衰减,湍流会引起信号幅度起伏变化,两者都会降低UPCC系统误码率(BER)性能。基... 【目的】水下光子计数无线通信(UPCC)能够实现微弱信号探测,有效缓解复杂水下环境造成的光信号衰减影响,延长通信距离。水下信道对光的吸收和散射会造成信号衰减,湍流会引起信号幅度起伏变化,两者都会降低UPCC系统误码率(BER)性能。基于同时考虑吸收、散射和湍流效应的水下联合信道模型,合理评估这些因素对UPCC系统误码性能的综合影响至关重要。【方法】文章用随机相位屏模型模拟湍流效应对传输光束的影响,将湍流相位屏模型拓展至蒙特卡洛(MC)水下信道数值模拟框架中,构建海水环境影响更为全面的吸收散射湍流联合信道模型。并基于单光子雪崩二极管(SPAD)和开关键控(OOK)调制方式,搭建了UPCC系统。【结果】基于文章所构建的联合信道模型对UPCC系统在不同水质条件、链路距离和湍流强度等参数条件下的误码性能进行对比分析。【结论】仿真实验结果表明,在水质较好的纯净海水和干净海水环境下,湍流对系统通信性能的影响不可忽略,通信距离显著衰减,系统BER增加。例如,在纯净海水且无湍流的理想条件下,系统通信距离最远可达约500 m,弱湍流下缩减至约400 m,强湍流下进一步缩减至约200 m。随着水质的恶化,吸收和多重散射成为影响系统通信性能的主要因素。在水质最差的港口海水中,不同湍流强度下,系统通信距离最远均约为25~30 m,不同湍流强度对系统BER的影响几乎可以忽略不计。 展开更多
关键词 水下光子计数无线通信 单光子探测器 联合信道 海洋湍流 误码率
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基于电流镜架构的SNSPD低温门控电路研究
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作者 刘会祥 李昌民 +2 位作者 巫君杰 徐光照 吕超林 《低温与超导》 北大核心 2025年第8期29-34,98,共7页
针对传统超导纳米线单光子探测器(SNSPD)门控电路中,由信号衰减与电容泄漏引发的电压噪声干扰等问题,本文创新性地提出一种基于电流镜架构的新型门控电路设计方案。通过共源共栅电流镜的线性调控特性,对偏置电流源信号执行高精度电流复... 针对传统超导纳米线单光子探测器(SNSPD)门控电路中,由信号衰减与电容泄漏引发的电压噪声干扰等问题,本文创新性地提出一种基于电流镜架构的新型门控电路设计方案。通过共源共栅电流镜的线性调控特性,对偏置电流源信号执行高精度电流复制操作,显著优化了门控信号的线性度。实验结果表明,在1 550 nm波段条件下,新型门控电路在抑制噪声干扰、提升信号传输质量等方面成效显著,为提高系统探测效率和降低暗计数方面提供了切实可行的新电路解决方案。 展开更多
关键词 超导纳米线 单光子探测器 电流镜 门控电路 探测效率 暗计数
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