光電磁波-電磁輻射可表示為由獨立光子組成光子流
19世紀末人們意識到，光作為電磁波的經典描述雖然符合麥克
斯韋方程，但是無法正確解釋重要的光學現象。尤其是光與物質的
相互作用，例如光的受激輻射或吸收，要求進一步改進理論框架。
愛因斯坦提出了突破性的假沒，認為光是由具有能量的量子組成的
…，即所謂的光子。因此，如果把光看作是由獨立光子組成的光子
流，這樣電磁輻射特性測量就存在較終測量極限。所以科學家和工
程師們都希望對光進行較精確的測量，即測量單個光子。
電磁輻射可以表示為由獨立光子組成的光子流。在固態探測器
中(如光電陰極或半導體光電傳感器)，具有足夠能量的每個光子能
夠產生一個或幾個自由運動的電荷載流子，采用雪崩效應使電荷包
波倍增之后，就能夠通過傳感電子電路探測到。兩類噪聲限制了具
有單光子探測能力的分辨率：①能夠探測到的光子或光電子數量呈
現出統計漲落特性，通常將這種特性稱為泊松分布；②自由電荷載
流子激發過程與熱激發過程相互競爭，熱噪聲影響了光電荷激發(
“暗電流”)和電子電荷探測電路的性能(“約翰遜噪聲”和“隨機
電報信號噪聲”)。這表明，根據物理定律和現有半導體制造工藝
性能，在室溫環境下，具有視頻速率的圖像傳感器能夠探測到單光
子和光電子。
