第83期“见微知著”培训课程：单光子探测与成像技术
2026-09-02 14:13:42   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

主办单位：麦姆斯咨询

协办单位：上海传感信息科技有限公司

一、课程简介

单光子探测（Single-Photon Detection，SPD）是一种能够对单光子水平的微弱光信号进行探测与转换的光电传感技术，其代表了光信号探测能力的极限。近年来，随着先进光学成像、智能光电感知及量子信息技术的发展，单光子探测器在激光测距与成像、高动态范围（HDR）成像、微光夜视成像、荧光寿命成像、光谱测量与成像、正电子发射断层扫描（PET）、量子通信与传感等领域发挥着日益重要的作用，并成功进入手机与汽车两大消费终端产品中。不同应用场景对单光子探测器提出了差异化且日益严苛的性能要求，通常需要围绕光子探测效率（PDE）、暗计数率（CR）、时间抖动（Timing Jitter）和死区时间（Dead Time）等关键指标进行系统优化与权衡。其中，光子探测效率决定探测器对入射光子的捕获能力，暗计数率影响弱光探测的信噪比，而时间抖动和死区时间则分别制约时间分辨能力和高速光子计数性能。因此，如何在多项关键指标之间实现综合性能优化，已成为单光子探测器设计与产业化的重要课题。

单光子探测器发展简史

根据工作机理和器件结构的不同，单光子探测器主要可分为光电倍增管（PMT）、单光子雪崩二极管（SPAD）/盖革模式雪崩光电二极管（Gm-APD）、硅光电倍增管（SiPM）/多像素光子计数器（MPPC）、超导纳米线单光子探测器（SNSPD）、超导转变边缘传感器（TES）以及上转换单光子探测器（UCD）等。基于真空电子技术的PMT是历史最悠久、技术最成熟的单光子探测器，而基于半导体技术的SiPM在体积、工作电压、抗磁场干扰方面具有优势，近些年作为PMT的替代品得到广泛应用；SPAD凭借小体积、低成本、低功耗、易与CMOS读出电路集成、易实现大规模二维阵列等优势，成为手机、电脑、汽车等大众消费产品的首选；SNSPD具有探测效率高、时间精度高、探测速度快和暗计数率低等特点，从性能参数上来讲更接近理想的单光子探测器，但是其工作温度普遍较低，需要低温制冷系统，这大大提高了系统复杂度与应用成本，因此SNSPD主要面向对极致探测性能有要求的高端应用。

左图：SPAD原理图；右图：SNSPD原理图

汽车激光雷达和手机激光雷达扫描仪中的SPAD（来源：灵明光子）

根据光谱响应范围的不同，单光子探测器主要可分为X射线探测器、紫外探测器、可见光探测器、红外探测器。在器件设计过程中，探测器的光谱响应范围与光吸收材料的禁带宽度（Bandgap）密切相关，需要根据目标波段选择具有合适光电转换特性的半导体材料。一般而言，材料禁带宽度决定其能够吸收的光子能量范围，进而影响探测器的截止波长和光谱响应特性。目前，各种半导体材料已形成较为明确的波段应用体系，例如：硅（Si）主要用于可见光及部分近红外波段探测；锗（Ge）和铟镓砷（InGaAs）主要用于近红外至短波红外波段探测；碲镉汞（HgCdTe）具有可调禁带宽度，可覆盖较宽的中波红外和长波红外波段探测；氮化镓（GaN）具有较宽的禁带宽度，适用于紫外特别是深紫外波段探测。而对于X射线等高能光子，则通常需要结合高原子序数材料及特定器件结构实现高效吸收与光电转换。此外，低维半导体材料的发展也为单光子探测器提供了新的材料体系和技术路径。以零维材料（量子点）、一维材料（纳米线）以及二维材料（石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等）为代表的新型低维材料，具有能带结构可调、光吸收特性独特以及尺寸效应显著等特点，在拓展探测波段、提高探测灵敏度以及实现新型单光子探测机制等方面展现出潜力。

禁带宽度 vs. 晶格常数，右侧坐标轴刻度值给出禁带宽度对应的光波长

在本次培训课程中，麦姆斯咨询邀请单光子探测与成像技术领域的知名高校和研究院所专家及企业高管，为大家讲授：（1）单光子探测器研究现状与发展；（2）SPAD探测器及其阵列集成技术；（3）基于SPAD阵列芯片的dToF距离传感器；（4）硅基全集成单光子探测器及读出电路；（5）从“感算融合”到“片上智能”单光子探测器技术；（6）硅光电倍增管（SiPM）关键技术及发展趋势；（7）InGaAs单光子探测器技术及应用；（8）超导纳米线单光子探测器（SNSPD）及应用；（9）高效率超导单光子探测技术及应用；（10）高速能谱分辨光子计数前端读出ASIC；（11）单光子激光雷达技术发展现状与趋势；（12）快照式单光子光谱成像；（13）单光子时间分辨成像光谱仪。

二、培训对象

本课程主要面向单光子探测器产业链上下游企业的技术人员和管理人员，以及高校师生，同时也欢迎其他希望学习单光子探测与成像知识的非技术背景人员参加，例如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。

三、培训时间

2026年10月23日至25日

授课结束后，为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。

四、培训地点

无锡市（具体地点以培训前一周的邮件通知为准）

五、课程内容

课程一：单光子探测器研究现状与发展

老师：西南技术物理研究所 研究员/电子科技大学 教授 宋海智

单光子探测器是支撑前沿科技发展的关键器件之一，能够实现对极微弱光信号的高灵敏探测，在激光测距与成像、量子通信与传感、生物医学成像、国土安全与监视、军事视觉与导航等领域发挥着重要作用。高性能单光子探测器的实现涉及于多项关键技术的协同发展，包括光敏材料、器件结构、制造工艺、读出电路、集成与封装等。近年来，光电倍增管（PMT）、雪崩光电二极管（APD）等传统光子探测器的结构和工艺不断优化，新型光敏材料与读出电路技术也快速发展，推动了光子探测效率、暗计数率、时间抖动、计数率等关键性能指标的持续突破。随着CMOS等先进半导体技术日益成熟，单光子探测器在性能提升的同时，正加速向小型化、集成化、多功能化和智能化等方向演进。本课程系统地梳理当前具有代表性的单光子探测器，阐述它们的工作原理、技术难点、研究现状、最新突破及未来趋势。

课程提纲：
1. 单光子探测器概述：原理、种类和评价指标；
2. 光电倍增管（PMT）；
3. 雪崩光电探测器（APD/SPAD/SiPM）；
4. 超导纳米线单光子探测器（SNSPD）；
5. 基于低维材料的APD；
6. 单光子探测器技术展望。

课程二：SPAD探测器及其阵列集成技术

老师：南京邮电大学 教授 徐跃

雪崩光电二极管（APD）是一种利用载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高探测灵敏度的p-n结型光探测二极管。根据工作偏置电压与击穿电压的关系，APD通常可工作在线性模式和盖革模式两种状态。单光子雪崩探测器（SPAD）是指工作在击穿电压以上的APD，也称为盖革模式APD，通过配套电路对雪崩倍增过程进行控制、淬灭和恢复，从而实现对单光子事件的高灵敏探测。硅基SPAD以其高增益、快速响应、与标准CMOS工艺兼容等优点成为众多民用单光子探测领域（例如手机和汽车）的最佳选择。进一步将硅基SPAD阵列与时间测量电路集成，例如时间数字转换器（TDC）或时间幅度转换器（TAC），不仅能够实现大规模单光子探测与成像，还可以对光子的飞行时间（ToF）进行高精度测量，从而实现对快速运动物体的追踪或者对成像维度的拓展，例如禾赛科技于2026年发布的6D全彩SPAD-SoC。本课程讲解硅基SPAD探测器设计要点，阐述基于SPAD的光子计数和飞行时间测量技术，并介绍硅基SPAD阵列探测器集成技术。

课程提纲：
1. SPAD探测器结构、性能以及应用；
2. 硅基SPAD器件设计与表征；
3. 基于SPAD的光子计数技术：模拟计数 vs. 数字计数；
4. 基于SPAD的光子飞行时间测量技术：TDC vs. TAC；
5. 高密度硅基SPAD阵列探测器集成技术。

课程三：基于SPAD阵列芯片的dToF距离传感器

老师：杭州宇称电子技术有限公司 研发副总工程师 刘丰

在以手机和电脑为代表的消费电子领域，基于SPAD阵列芯片的直接飞行时间（dToF）距离传感器市场长期被意法半导体（ST）统治。意法半导体最早于2013年发布首款FlightSense系列dToF传感器，其在同一封装中集成了SPAD阵列、VCSEL光源及驱动芯片，可以提供非常快的测距速度，以取代传统的接近传感器。2022年，意法半导体推出全球首款集成超构透镜（Metalens）的dToF传感器，大幅缩小产品尺寸并优化了光学性能。2023年，意法半导体展示新款多区（8×8）测距dToF传感器，大视场角（90°）达“相机级”，给各类智能设备带来逼真的场景感知功能。2026年，意法半导体亮相小型一体化dToF 3D传感器，可以测量2268个区位（54×42），视场角为54°×42°，为高分辨率三维空间测量市场树立了新标杆。目前，意法半导体的dToF距离传感器出货量已超过30亿颗。本课程深入讲解基于SPAD阵列芯片的dToF距离传感器原理及关键技术，并结合典型产品剖析dToF距离传感器设计。

课程提纲：
1. 基于SPAD的dToF传感器原理、特点及应用；
2. 面向dToF应用的SPAD阵列芯片设计；
3. 面向dToF应用的TDC和数字处理功能设计；
4. 基于SPAD阵列芯片的dToF距离传感器设计及典型产品；
5. 基于SPAD阵列芯片的dToF距离传感器总结与展望。

课程四：硅基全集成单光子探测器及读出电路

老师：西安电子科技大学 教授 刘阳

硅基全集成单光子探测器通常以SPAD阵列作为光电转换核心，并通过单片集成或3D堆叠技术将SPAD与读出电路（ROIC）集成，从而形成“光子探测-雪崩淬灭-光子计时或光子计数-数据输出”完整信号链。相比采用外部分立读出电路的方案，全集成架构能够显著缩小系统尺寸、降低寄生参数和互连开销，并提高多通道同步能力和系统可靠性。当单光子探测器向高密度、大规模阵列发展时，SPAD器件与读出电路之间的耦合日益增强，系统性能已不再由单一器件指标决定，而是受到器件、电路及系统架构协同设计的共同制约。与此同时，多项关键性能指标之间存在明显的相互制约关系，需要在设计过程中进行系统性权衡，例如：像元微缩与填充因子/探测效率之间的权衡、探测速度与Pile up效应之间的权衡、数据率与功耗之间的权衡。本课程详解硅基全集成单光子探测器技术与挑战，并展望未来发展趋势。

课程提纲：
1. 硅基全集成单光子探测器及读出电路概述；
2. 硅基单光子探测器挑战一：像元微缩 vs. FF和PDE下降；
3. 硅基单光子探测器挑战二：SPAD本征高速率 vs. Pile up畸变；
4. 硅基单光子探测器挑战三：高数据率和高功耗；
5. 硅基单光子探测器挑战四：高低光自适应配置；
6. 硅基单光子探测器发展趋势。

课程五：从“感算融合”到“片上智能”单光子探测器技术

老师：复旦大学 研究员 黄张成

人眼能够依赖少量的特征信息实现快速的目标识别与决策，表现出极低的感知延迟和能量消耗。相比之下，传统的图像传感器通常采用“探测-存储-计算”相互分立的处理架构，感知信息需要在传感器、存储器和处理器之间反复传输与读写，这不仅带来额外的数据搬运功耗，也限制了有效信息的实时提取效率。近年来快速发展的感算融合图像传感器将光学感知与部分计算功能直接集成于传感器端，通过在数据产生源头完成特征提取、信息压缩和初步计算，有望显著降低机器视觉任务的功耗与处理延迟。然而，但受限于器件性能和工作模式，现有的感算融合图像传感器通常仍以连续光或较高光子通量条件下的工作模式为主，尚难兼具单光子级探测灵敏度与高性能计算，因而在极弱光、超远距离和高动态范围等应用场景中仍面临明显限制。为此，复旦大学黄张成等研究人员发明了一种感算融合单光子探测器芯片，在SPAD成像架构内融合卷积计算功能，能够快速提取微弱图像特征，大幅压缩了输出的单光子成像数据量。本课程从SPAD单光子探测器基础知识出发，详解感算融合芯片关键技术，并介绍片上智能单光子探测器最新进展。

课程提纲：
1. SPAD单光子探测器及其电路设计；
2. SPAD单光子探测器发展趋势与挑战；
3. 感算融合技术最新进展；
4. 感算融合芯片关键技术；
5. 感算融合单光子探测器设计；
6. 片上智能单光子探测器最新进展。

课程六：硅光电倍增管（SiPM）关键技术及发展趋势

老师：西安工程大学 教授 张国青

硅光电倍增管（SiPM）是一种基于盖革模式雪崩光电二极管（SPAD）阵列的硅基固态光子探测器。SiPM像元由多个SPAD通过并联方式连接而成，并结合淬灭电阻实现单光子事件的独立探测与输出，从而形成具有内部增益的光子计数器。相比传统的光电倍增管（PMT），SiPM具备着低电压工作、高光子探测效率、快速响应，以及优良的时间分辨率和宽光谱响应范围等特点，并可在抗磁场干扰、耐机械冲击中发挥出固态器件的优势，因此被广泛应用于激光雷达（LiDAR）、激光光谱学、正电子发射断层扫描（PET）、生物光子学、高能物理与核科学等领域。在实际应用中，SiPM增益具有明显的温度相关性，通常随工作温度升高而降低。为了维持SiPM增益的稳定性，通常采用偏置电压温度补偿方法，即随着工作温度升高，适当提高偏置电压，以补偿温度变化引起的增益下降。本课程深入讲解SiPM关键参数指标与核心技术（设计与制造），并阐述SiPM技术发展趋势与典型应用。

课程提纲：
1. 硅光电倍增管（SiPM）概述；
2. SiPM关键参数指标及表征方法；
3. 典型SiPM设计与制造方法；
4. SiPM技术发展趋势；
5. SiPM典型应用介绍。

课程七：InGaAs单光子探测器技术及应用

老师：中国科学院上海技术物理研究所 研究员 马英杰

InGaAs（铟镓砷）单光子探测器是一类基于InGaAs半导体材料、面向近红外至短波红外波段的高灵敏度光电传感器件，通常可覆盖约0.9～1.7 μm波长范围，能够实现单光子级别的弱光探测，在激光雷达、量子通信与传感、光纤通信和光谱探测等领域具有重要应用价值。按工作原理不同，单光子探测器主要包括为光电倍增管（PMT）、单光子雪崩光电二极管（SPAD）、超导单光子探测器（SSPD）等类型。其中，InGaAs SPAD拓展了Si SPAD的光谱响应范围，具有优异的短波红外单光子探测能力，同时具备良好的阵列化和集成化潜力，通过与CMOS读出电路进行异质异构集成，可以实现高集成度、高性能短波红外单光子探测系统。目前，InGaAs SPAD阵列芯片和CMOS读出电路芯片的互连集成方式包括铟柱倒装互连、铜-铜键合互连等，并可进一步与微透镜阵列进行光学耦合。本课程详细讲解InGaAs单光子探测器工作机制、理论模型、关键技术（包括设计、制备、封装）及应用进展。

课程提纲：
1. InGaAs单光子探测器工作机制及理论模型；
2. InGaAs单光子探测器材料结构设计；
3. InGaAs单光子探测器设计与制备；
4. InGaAs单光子探测器封装与系统；
5. InGaAs单光子探测器主要性能指标；
6. InGaAs单光子探测器阵列研究与应用进展。

课程八：超导纳米线单光子探测器（SNSPD）及应用

老师：南京大学 教授 张蜡宝

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是一类具有接近100%探测效率潜力的高性能光电传感器件。SNSPD工作原理为：当入射的光子被纳米线吸收之后，其能量激发准粒子并扰动局部超导态，在纳米线中形成瞬态电阻热点，进而引起电流重新分配并产生可检测的电脉冲信号。为了提高光学吸收效率和有效光子探测概率，主流SNSPD通常采用蜿蜒回形纳米线结构，从而在有限的器件面积内增加纳米线的覆盖率。近年来，SNSPD凭借高探测效率、低噪声、快速响应和低时间抖动等优势，在一众单光子探测器中崭露头角，并逐步应用于深空光通信、光量子计算、单光子激光雷达等前沿领域。随着器件性能提升、制备工艺优化以及低温系统小型化，SNSPD正加速向实用化和产品化方向发展。近期，南京大学张蜡宝课题组“小型化超导单光子探测系统”荣获日内瓦国际发明展金奖；此外还在3D结构超导单光子探测器件研究方向取得重要突破，实现材料体系、制备工艺及物理机制创新。本课程详细讲解SNSPD工作机制、理论模型、关键技术（设计、制备、封装）及应用案例。

课程提纲：
1. 超导纳米线单光子探测器工作机制及理论模型；
2. 超导纳米线单光子探测器结构设计；
3. 超导纳米线单光子探测器材料与制备；
4. 超导纳米线单光子探测器封装与系统；
5. 超导纳米线单光子探测器主要性能指标；
6. 超导纳米线单光子探测器研究新进展；
7. 超导纳米线单光子探测器应用举例。

课程九：高效率超导单光子探测技术及应用

老师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 李浩

超导单光子探测器（SSPD）因其高效率、低暗计数率和优异的时间分辨率，成为量子信息及光电感知领域的重要使能技术。中国科学院上海微系统所在中国科学院战略先导专项、科技部重点研发计划等项目支持下，研制的高效率SSPD器件和系统性能均达到了国际先进水平，并孵化了赋同量子科技（浙江）有限公司以实现产业化。然而，传统的SSPD器件通常采用NbN、NbTiN等低温超导薄膜材料，其较低的临界温度使器件需要在极低温环境下工作，对制冷系统提出了较高要求，从而成为制约SSPD进一步规模化应用的重要因素。近期，中国科学院上海微系统所联合北京大学攻克了传统高温超导纳米线工艺依赖氦离子辐照的技术壁垒，首次利用未经氦离子辐照的单晶二硼化镁（MgB₂）超导纳米线实现饱和单光子响应，为高温超导单光子探测器的高可靠、规模化制备开辟了全新路径。本课程从单光子探测技术的意义与应用出发，介绍超导单光子探测器基本原理与性能优势，探寻如何突破系统探测效率“天花板”，重点讲解超导单光子探测器技术发展路径及产业化进展。

课程提纲：
1. 单光子探测技术的意义与量子信息应用；
2. 传统半导体单光子探测器 vs. 超导纳米线单光子探测器；
3. 如何突破单光子探测效率“天花板”？
4. 超导单光子探测器从二值探测到光子数可分辨；
5. 超导单光子探测器从单像元到大规模阵列化；
6. 超导单光子探测器从科研到产业化。

课程十：高速能谱分辨光子计数前端读出ASIC

老师：西北工业大学 教授 高武

随着X射线计算机断层成像（CT）向高空间分辨率、低剂量、多能谱和定量成像方向发展，传统基于闪烁体探测器和积分型读出的能量积分型CT逐渐面临进一步提升成像性能的瓶颈。光子计数CT直接对入射X射线光子进行逐光子探测与计数，并通过能量阈值实现光子能谱信息获取，有望同时提升剂量效率、空间分辨率和材料分辨能力，成为新一代X射线CT的重要技术方向。在光子计数CT系统中，半导体辐射探测器负责将X射线光子转换为电荷信号，而前端读出ASIC则承担电荷放大、整形、甄别、计数、能量分辨以及高速数据输出等关键功能。近期，西北工业大学高武教授团队研发了一款用于于硅/碲锌镉（CZT）探测器的64通道高速能谱分辨光子计数前端读出ASIC并实现产业化。该芯片集成了64通道低噪声模拟前端电路、8阈值甄别器、数字峰保电路及外围电路，最高计数率大于17.4 Mcps，支持睡眠、旁路和工作三种模式。本课程首先概述光子计数CT技术，然后介绍半导体辐射探测器及ASIC基础，重点讲解多通路高速能谱分辨光子计数前端读出ASIC。

课程提纲：
1. 光子计数计算机断层成像（CT）技术概述；
2. 半导体辐射探测器前端电子学及ASIC基础；
3. 多通路高速能谱分辨光子计数前端读出ASIC；
4. 用于光子计数CT的像素型读出ASIC；
5. 光子计数ASIC技术总结与展望。

课程十一：单光子激光雷达技术发展现状与趋势

老师：中国科学院微电子研究所 研究员 朱精果

近年来，基于单光子探测器的激光雷达（LiDAR）结合时间相关单光子计数（TCSPC）技术，将探测灵敏度提升至光子级别，显著降低激光雷达系统对激光光源功率的依赖，使得超远距离探测和系统轻量化/小型化成为可能；此外，单光子探测技术能够大幅提升光信号利用效率，为弱光条件下高精度三维信息获取与重建奠定重要基础。本课程聚焦于采用单光子探测器的激光雷达技术与系统，介绍脉冲累积、编码调制和啁啾调制三种单光子激光雷达探测原理。考虑到单光子探测器与处理算法的重要性，本课程概述单光子探测器的发展现状，以及典型的信号处理算法，并梳理单光子激光雷达在远距离探测、复杂场景探感、星载/机载测绘遥感、智能驾驶导航避障和消费电子3D感知等领域的应用情况和典型系统实例。最后，本课程展望单光子激光雷达技术在器件、算法、系统和应用领域的未来发展趋势及面临的潜在挑战。

课程提纲：
1. 单光子激光雷达发展现状；
2. 单光子激光雷达主要应用；
3. 单光子激光雷达关键技术；
4. 单光子激光雷达系统设计；
5. 单光子激光雷达开发实践；
6. 单光子激光雷达趋势展望。

课程十二：快照式单光子光谱成像

老师：华东师范大学 研究员 黄坤

光谱成像能够同时获取目标的空间分布与光谱特征信息，实现“图谱合一”的精细分析，在材料表征、生物医学诊断和环境监测等领域具有重要应用价值。然而，传统的光谱成像通常依赖空间或光谱扫描逐步获取数据，即使采用快速波长调谐和高速光谱滤波等技术，仍难以摆脱逐点、逐线或逐谱段采样的限制，无法满足动态场景对高速观测的需求。因此，能够在单次曝光内获取完整光谱信息的快照光谱成像逐渐成为研究热点。近期，华东师范大学曾和平教授、黄坤教授团队提出一种基于非线性径向色散的快照式成像新机制，实现了单次曝光下的宽场红外单光子光谱成像，为高灵敏度、高速红外光谱成像开辟了新路径。凭借良好的波段扩展性及与人工智能（AI）重建算法的兼容性，该技术有望拓展至太赫兹波段。本课程从单光子探测与光谱成像基础知识出发，详解快照式单光子光谱成像技术及应用。

课程提纲：
1. 单光子探测与光谱成像概述；
2. 红外单光子上转换探测技术；
3. 单光子光谱测量与计算光谱；
4. 快照式单光子光谱成像技术；
5. 单光子光谱成像应用与展望。

课程十三：单光子时间分辨成像光谱仪

老师：中国科学院国家空间科学中心 研究员 刘雪峰

科学仪器是获取、测量和控制物理化学过程信息的重要技术手段，也是开展科学研究的基础工具。随着生命科学、纳米科学、化学与能源科学等领域的快速发展，仅仅回答“是什么”（What）和“有多少”（How much）的问题已无法满足科学家探索未知世界的需求，必须还要同时回答“何时发生变化”或“随时间怎样变化”（When）以及“在哪儿发生变化”（Where）的问题。为了达到科学家们想要的“四定”（定成分、定量、定时、定位）目标，多个科学领域迫切需要一种新型光谱仪器技术，能够将成像光谱技术与时间分辨光谱技术进一步相结合，形成时间分辨成像光谱仪，在一次测量中同时获取时间、空间、光谱信息。在实现路径方面，利用压缩感知单像素成像技术，结合高灵敏度单光子探测器，可以高效获取光谱信息。相较于传统面阵成像方式，单像素成像架构能够充分发挥单光子探测器的高灵敏度优势，在降低大规模高性能探测器阵列需求的同时，提高弱光条件下的光子利用效率。进一步融合单光子时间分辨测量技术，可在单光子级别灵敏度下实现具有时间维度的成像光谱信息获取，助力荧光寿命成像、生物医学诊断、材料成分分析等应用。本课程详解单光子时间分辨成像光谱仪工作原理及关键技术。

课程提纲：
1. 单光子时间分辨成像光谱技术概述；
2. 压缩感知单光子成像技术；
3. 压缩感知单光子成像光谱技术；
4. 单光子时间分辨成像光谱仪设计与集成；
5. 单光子时间分辨成像光谱技术总结与展望。

六、师资介绍

宋海智，博士，现任西南技术物理研究所研究员、中国兵器首席科学家、国家特聘专家、电子科技大学教授和博士生导师。他于1990年南京大学物理学系本科毕业；1995年北京大学物理学系博士毕业；1995-1997年南京大学固体微结构国家重点实验室博士后，研究半导体光电材料；1997-1998年比利时鲁汶大学物理学系访问学者，研究非晶态半导体；1998-2001年日本筑波大学物理工学系助教，研究纳米光电材料；2001-2012年日本富士通研究所研究员/高级研究员，研究纳米材料、光电器件与量子技术；2012-2014年东京大学生产技术研究所，研究光电量子器件；2014年至今，任职于西南技术物理研究所和电子科技大学，研究单光子探测器件、低维及纳米材料、量子探测技术。他近年主要研究成果有：开发了1.3 µm半导体量子点激光器产品，实现量产；研制了用于纯绿激光的1.06 µm量子阱激光器；发明了量子点量子计算阵列的制备方法，用量子点单光子源实现120 km光纤量子通信；自主研制化合物半导体近红外雪崩单光子探测器材料和系列化器件，部分成果已转化为型号产品，部分在重大工程中得到应用；研制了高灵敏中长波红外探测器、光纤集成光子纠缠光源、高性能单光子源等；制备了用于气体探测和水解制氢的新型纳米半导体材料；设计了用于太阳能、光电探测等的新型二维材料；提出了中波红外单光子探测的新技术方案。他近年主持了科技部重点研发课题“2-4 µm室温连续激光器及中远红外探测器研究”、JKW创新XX项目“量子XX技术”，JKWXX加强计划重点项目“XXX单光子探测器基础技术研究”等，指导参与多项单光子焦平面探测器国家重大科技专项。他在相关领域发表论文290余篇，参与专著1部、编著6部，授权美欧日中专利60余项。

徐跃，博士，南京邮电大学集成电路科学与工程学院教授、博士生导师。他的研究领域包含单光子雪崩二极管（SPAD）设计、仿真、建模，SPAD阵列探测器设计、混合信号集成电路设计等研究工作。他于2012年在南京大学微电子学与固体电子学专业获工学博士学位，2017年在法国国家科学研究中心IMEP-LAHC研究所访问，进行微纳器件设计、建模与表征工作。他曾入选江苏省青蓝工程中青年学术带头人和江苏省青蓝工程优秀教学团队，主持国家自然科学基金面上项目4项，江苏省重点研发等省部级课题8项以及10余项企业委托横向课题，并参与了国家重点研发计划课题、国家重大专项等重点项目。迄今，他以第一或通讯作者在IEEE Electron Device Letter、IEEE Transactions on Electron Devices等刊物上发表论文70余篇，其中SCI收录40余篇，一篇论文获英国工程技术学会（IET）最佳论文奖。他还获得中国发明专利授权30余项和美国发明专利授权1项，转让专利10余项。

刘丰，博士，杭州宇称电子技术有限公司研发副总工程师。他的研究领域包括单光子雪崩二极管（SPAD）器件及其图像传感器在激光雷达和光子计数领域的应用，以及射线辐射探测器专用集成电路设计。清华大学工学博士学位，美国布鲁克海文国家实验室（BNL）访问学者。2020至2023年间，前往瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）从事博士后研究，师从Edoardo Charbon教授，期间开展了基于CMOS和BiCMOS工艺的单光子雪崩二极管（SPAD）器件及读出芯片的研发工作。2023年7月入职杭州宇称电子技术有限公司工作。迄今，他在IEEE JSTQE、IEEE TNS、OE、JINST、NIM-A等期刊上发表论文10余篇；获得中国授权发明专利3项。

刘阳，博士，西安电子科技大学集成电路学院教授、博士生导师。她长期从事光电集成电路与系统方面研究，主要研究方向包括硅基集成化单光子探测器像素单元、读出电路及三维集成设计。近5年在国际学术期刊上发表SCI检索论文28篇，其中IEEE会议、期刊论文22篇，第一作者和通信作者期刊论文12篇，主要包括IEEE EDL、IEEE TED、IEEE TCAS-I、IEEE TCAS-II、IEEE TI&M、IEEE Sensors J.等期刊和ESSERC国际权威会议。她主持及参与完成国家自然科学基金重点、面上、青年基金及国家科技重大专项等项目。

黄张成，博士，复旦大学研究员，博士生导师，国家级青年拔尖人才。南京大学本科毕业，在中国科学院上海技术物理所获博士学位。当前主要研究方向为感知计算融合芯片、深低温电路设计和物理AI计算等。他承担了国家重大项目的关键芯片研发任务，近三年以第一作者/通讯作者在ISSCC、JSSC、DAC、Nature子刊等一流会议/期刊发表文章二十余篇，独立研制几十款高性能传感专用集成电路芯片，在风云四号、天宫二号载人空间站、环境卫星、海洋卫星等载荷中成功在轨应用。

张国青，博士，西安工程大学理学院教授、副院长，理学院党委委员和教授委员会委员，太湖人才，担任全国材料与器件专家委员会委员、理事、陕西省物理学会常务理事、国家自然科学基金项目函评专家、中国核学会射线束分会理事、陕西省科协评审专家、西安市科技专家。他是香港桑麻基金会桑麻奖教金获得者，国际知名期刊评审人，多省专家库专家。他近年主持了国家自然科学基金面上项目、青年项目、陕西省重点研发计划等各类科研项目近20项，科研经费400余万元；获得授权专利20余项，其中第一发明人9项，并实现专利转化3项；公开发表论文30余篇；出版专著1部；获得陕西高校科技奖二等奖1项，三等奖1项。他的主要研究方向为新型光电子器件，重点为单光子响应探测器件的研制、理论与实验研究以及探测器的应用开发等。他在国际上首次报道了性能优良的体电阻淬灭硅光电倍增管（SiPM），首次论证了硅光电倍增管在数字光通讯中应用的可行性，主持完成的《自主知识产权硅光电倍增管芯片技术》入选2023年度陕西高校最具转化潜力成果、2024年太湖杯国际精英创新创业大赛三等奖。

马英杰，博士，现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，上海市青年科技启明星计划入选者，国际电气电子工程师协会高级会员。2014年博士毕业于复旦大学，2017年在美国加州大学洛杉矶分校从事高级访问学者研究。他入选本单位启明星研究员人才计划，获得上海市技术发明三等奖、中国光学学会一等奖等奖项。他长期致力于新型高性能短波红外铟镓砷焦平面探测器研究，主持中央部委重大基础研究、中国科学院重点部署等十余项科研项目或课题。他作为主管设计师负责完成了宇航用中分辨率成像光谱仪用InGaAs焦平面探测器组件、多波束激光测高仪用InGaAs阵列单光子探测器组件等产品的研制；研制出256×2元多回波、256×256时空相关宏像元、32×32元自由异步等多款新体制盖革InGaAs阵列单光子探测器。他发表SCI论文130余篇，出版专著两部，授权专利14项。成果应用于海洋三号卫星等多个航天项目。

张蜡宝，博士，南京大学至诚特聘教授，入选国家级领军人才和青年人才、江苏省中青年学术带头人、南大登峰计划和青年五四奖章等。他长期专注于超导单光子探测（SNSPD）及应用技术研究，攻克材料和器件等关键技术，研制出我国第一个超导纳米线单光子探测器件，助力SNSPD成果入选国家十一五重大科技成就展。近年来，面向国家任务对大光敏面、高速度、高效率单光子探测技术的重大需求，他研制出三款综合性能优异的超导单光子探测器，应用到月地激光测距和空间环境探测等重大工程，支撑了我国月地激光测距的四个“首次”等。他主持或参与科技创新2030重大项目、重点研发计划、国自然仪器项目（部委推荐）、青A（原杰青）和重点项目等。他以第一或通信作者在Nature子刊、国家科学评论、Light、Nano Letters等重要期刊发表论文约三十篇，授权发明专利16项（含国际专利2项）；获国家国家级教学成果二等奖和省部级技术发明一等奖（第一完成人）等。

李浩，博士，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。他长期从事超导单光子探测技术及应用研究，具有丰富的超导及光电器件研究经验。他发明了多层超导纳米线单光子探测器件，实现近极限效率（99%）超导单光子探测器；研制了百通道超导探测器应用于“九章”光量子计算原型机，合作应用成果多次创造光纤量子密钥分发和光量子计算世界纪录，入选两院院士评选的“中国十大科技进展新闻”。他作为项目负责人承担了国家基金委、上海市、中国科学院等重大科研任务。已发表学术论文200余篇，申请专利70项。他入选上海市青年科技启明星，东方英才计划，中科院青年创新促进会，上海微系统所新微之星等人才计划，获第五届中国光学工程学会技术发明奖一等奖。

高武，博士，西北工业大学教授、西北工业大学仿生芯片交叉研究中心主任。2004年和2007年分别获西工大学士和硕士学位，2011年获法国斯特拉斯堡大学博士学位，2014年6-8月任比利时IMEC/鲁汶天主教大学访问学者，2016年破格晋升教授。他长期从事核电子学、专用集成电路设计及集成电路可靠性研究。近5年以来，他主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研究计划项目子课题、陕西省自然科学研究计划重点项目及横向合作课题等10余项。他在IEEE TNS、IEEE TCAS、NIM A、JINST等国际著名期刊和IEEE NSS/MIC等国际会议上共发表文章80余篇，获授权发明专利20余项。第一作者出版专著2本。他曾获IEEE国际学术奖（R1）、陕西高校科学技术特等奖（R1）、第十二届陕西省自然科学优秀学术论文等奖（R1）和陕西省科学技术一等奖（R4）等。2020年获批陕西省杰青项目，2021年入选国家级青年人才计划。

朱精果，博士，中国科学院微电子研究所研究员，博士生导师，所学术委员会委员、光电中心副主任，武警/陆装/空装、科技部、北京市等科技入库专家，国际数字地球中国委员会第二届激光雷达专委会副主任委员，中国光学工程学会理事、激光技术及应用专委会副秘书长，中国计算机学会智能汽车分会执行委员，中国兵工学会激光技术专委会委员，全国光电检测标委会（SAC/TC487）委员，“红外与激光工程”编委等。他多年来主要从事激光雷达、光电子集成技术研究与应用开发，组织开发车载、地面、机载新型光电系统10余类，相关成果参展“中国科学院率先成果展”及“中国科学院建院70周年成果展”，先后获中国光学工程学会科技创新技术发明奖一等奖、第六届全国激光雷达大会激光雷达创新产品奖等。

黄坤，博士，华东师范大学教授，国家海外青年人才、上海市“东方学者”、重庆市“杰青”、重庆市“创新领军人才”。他长期致力于高精度红外光子非线性测控前沿研究与创新应用，开展了单光子水平下红外光场操控、探测与成像等方面的机制探索与技术攻关，实现了红外单光子空间、时间、波长、相位等多维测控，为空间、通信、测距、计量等重要应用提供了有力支撑。他在Nature Photon.、Nature Comm.、Light Sci. & Appl.、Phys. Rev. Lett.、Optica等学术期刊发表论文100余篇，授权国际/中国发明专利12项；承担科技部重点研发、基金委重点/面上等科研项目10余项；担任Euro. Phys. J. D期刊编委、Scientific Reports期刊编委、Nanomaterials期刊客座编辑、PhotoniX青年编委、Ultrafast Science青年编委、《红外与激光工程》青年编委；入选中国光学学会终身高级会员，中国光学工程学会高级会员；荣获中国电子学会技术发明二等奖、上海市优秀教学成果二等奖。

刘雪峰，博士，中国科学院国家空间科学中心研究员。本科毕业于北京理工大学应用物理专业，2013年在中国科学院国家空间科学中心获得计算机应用技术专业博士学位，曾在美国亚利桑那大学光学院任访问学者1年。主要研究领域包括单光子成像和计算成像等。他已发表SCI论文40余篇，获得授权国际发明专利2项、中国发明专利10余项。作为负责人主持国家自然科学基金、中国科学院科研仪器研制项目课题、某基金重点项目、中国科学院重点部署项目课题等；作为总体技术负责人承担科技部国家重大科学仪器设备开发专项项目；作为主要参与人承担国家重点研发计划重点专项、863计划等课题。入选中国科协青年人才托举工程、中国科学院青年创新促进会、中国科学院特聘研究岗位，并兼任中国空间科学学会理事、中国光学工程学会计算成像专委会青年委员、北京市怀柔区青联常务委员。

七、培训费用和报名咨询

报名咨询：请发送电子邮件至PENGLin@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+单光子探测技术培训+单位简称+人数。

报名网站：https://www.memstraining.com/training-83.html

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