基于弱信号检测的单光子探测及操纵：原理、技术与前沿应用

一、引言

1.1研究背景与意义

在现代物理学研究中，弱信号检测、单光子探测及操纵技术扮演着举足轻重的角色，它们的发展极大地推动了多个前沿领域的进步。随着科技的飞速发展，人类对微观世界的探索愈发深入，对微弱物理量的精确测量和控制需求也日益迫切。弱信号检测技术旨在从复杂的噪声环境中提取出极其微弱的信号，这对于揭示物质的微观结构和弱相互作用至关重要。例如，在天文观测中，来自遥远天体的信号极其微弱，需要借助高灵敏度的弱信号检测技术才能捕捉到这些珍贵的信息，从而帮助科学家了解宇宙的演化和奥秘。在生物医学领域，弱信号检测技术可以用于检测生物分子的微