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全自动精密磁波-电磁辐射可表示为由独立光子组成光子流 19世纪末人们意识到，光作为电磁波的经典描述虽然符合麦克斯韦方程，但是无法正确解释重要的光学现象。尤其是光与物质的相互作用，例如光的受激辐射或吸收，要求进一步改进理论框架。爱因斯坦提出了突破性的假没，认为光是由具有能量的量子组成的…，即所谓的光子。因此，如果把光看作是由独立光子组成的光子流，这样电磁辐射特性测量就存在终测量极限。所以科学家和工程师们都希望对光进行精确的测量，即测量单个光子。 电磁辐射可以表示为由独立光子组成的光子流。在固态探测器中(如全自动精密阴极或半导体全自动精密传感器)，具有足够能量的每个光子能够产生一个或几个自由运动的电荷载流子，采用雪崩效应使电荷包波倍增之后，就能够通过传感电子电路探测到。两类噪声限制了具有单光子探测能力的分辨率：①能够探测到的光子或全自动精密子数量呈现出统计涨落特性，通常将这种特性称为泊松分布；②自由电荷载流子激发过程与热激发过程相互竞争，热噪声影响了全自动精密荷激发(“暗电流”)和电子电荷探测电路的性能(“约翰逊噪声”和“随机电报信号噪声”)。这表明，根据物理定律和现有半导体制造工艺性能，在室温环境下，具有视频速率的图像传感器能够探测到单光子和全自动精密子。
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