補助信号を発生させる補助信号発生部と、光子を受信して電気的な信号を出力する受光素子と、前記受光素子の出力信号及び前記補助信号を受信して合成する合成部と、前記合成部の合成信号を受信して前記光子の受信可否を判別する判別部と、を含む単一光子検出装置。前記受光素子はアバランシュフォトダイオードAvalanchePhotoDiodeであり、前記電気的な信号はアバランシュ信号を含む請求項1に記載の単一光子検出装置。前記判別部はアバランシュ発生可否を判別するアバランシュ判別器を含む請求項2に記載の単一光子検出装置。前記アバランシュ判別器の閾値は少なくとも前記アバランシュフォトダイオードの静電容量性応答の所定の振幅より高く設定される請求項3に記載の単一光子検出装置。前記アバランシュフォトダイオードはゲーティッドガイガーモードGatedGeigerModeで動作する請求項4に記載の単一光子検出装置。ゲート信号を発生させ、前記ゲート信号を前記アバランシュフォトダイオードに伝達するゲート信号発生部をさらに含む請求項5に記載の単一光子検出装置。前記アバランシュ信号或いは前記補助信号を時間的に整列する時間遅延部をさらに含む請求項6に記載の単一光子検出装置。前記アバランシュ信号或いは前記補助信号の波形と振幅を調節する調節部をさらに含む請求項6に記載の単一光子検出装置。補助信号を発生させる補助信号発生部と、光子を受信して電気的な信号を出力する受光素子と、前記受光素子の出力信号及び前記補助信号を受信して合成する合成部と、前記合成部の合成信号を受信して前記受光素子が受信した前記光子の数を判別する光子数判別部と、を含む光子数分解検出装置。前記光子数判別部は前記合成信号を強さにしたがって区分して前記受信した光子の数を判別する請求項9に記載の光子数分解検出装置。前記光子数判別部は複数の閾値を有し、前記閾値の各々は少なくとも前記受光素子の静電容量性応答の所定の振幅より高く設定されまたN個Nは自然数の光子によって発生された前記合成信号を強さにしたがって区分できるように設定される請求項10に記載の光子数分解検出装置。本発明が解決しようとする技術的課題は、静電容量性応答の振幅より小さい振幅のアバランシュを検出できる単一光子検出装置及び光子数分解検出装置を提供することである。本発明が解決しようとする他の技術的課題は、アフターパルスが発生される確率が減少される単一光子検出装置及び光子数分解検出装置を提供することである。本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、光子を検出する速度が向上された単一光子検出装置及び光子数分解検出装置を提供することである。本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、ゲート信号の波形に影響が少ない単一光子検出装置及び光子数分解検出装置を提供することである。本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、ゲート信号周波数の連続的な変化が可能である単一光子検出装置及び光子数分解検出装置を提供することである。本発明の実施形態による単一光子検出装置は、補助信号を発生させる補助信号発生部と、光子を受信して電気的である信号を出力する受光素子と、前記受光素子の出力信号及び前記補助信号を受信して合成する合成部と、前記合成部の合成信号を受信して前記光子の受信可否を判別する判別部と、を含む。実施形態において、前記受光素子はアバランシュフォトダイオードAvalanchePhotoDiodeであり、前記電気的な信号はアバランシュ信号を含む。実施形態において、前記判別部はアバランシュ発生の可否を判別するアバランシュ判別器を含む。実施形態において、前記アバランシュ判別器の閾値は少なくとも前記アバランシュフォトダイオードの静電容量性応答の所定の振幅より高く設定される。実施形態において、前記アバランシュフォトダイオードはゲーティッドガイガーモードGatedGeigerModeで動作する。実施形態において、ゲート信号を発生させ、前記ゲート信号を前記アバランシュフォトダイオードに伝達するゲート信号発生部をさらに含む。実施形態において、前記アバランシュ信号或いは前記補助信号を時間的に整列する時間遅延部をさらに含む。実施形態において、前記アバランシュ信号、或いは前記補助信号の波形と振幅とを調節する調節部をさらに含む。本発明の実施形態による光子数分解検出装置は、補助信号を発生させる補助信号発生部と、光子を受信して電気的な信号を出力する受光素子と、前記受光素子の出力信号及び前記補助信号を受信して合成する合成部と、及び前記合成部の合成信号を受信して前記受光素子が受信した前記光子の数を判別する光子数判別部を含む。実施形態において、前記光子数判別部は前記合成信号を強さにしたがって区分して前記受信した光子の数を判別する。実施形態において、前記光子数判別部は複数の閾値を有し、前記閾値の各々は少なくとも前記受光素子の静電容量性応答の所定の振幅より高く設定されまたN個Nは自然数の光子によって発生された前記合成信号を強さにしたがって区分できるように設定される。本発明の実施形態による単一光子検出装置或いは光子数分解検出装置は、静電容量性応答の振幅より小さい振幅のアバランシュを検出できる。また、アフターパルスが発生される確率が減少される。また、光子を検出する速度が向上される。また、ゲート信号の波形に影響が少ない。また、ゲート信号周波数が連続的な変化できる。以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように本発明の実施形態を添付された図面を参照して説明する。アバランシュフォトダイオードAPD:AvalanchePhotoDiodeをゲーティッドガイガーモードに動作させるためにゲート信号を印加すれば、アバランシュフォトダイオード固有の静電容量性応答CapacitiveResponseが発生する。したがって、アバランシュフォトダイオードに光子が入力されてアバランシュ電子沙汰、Avalancheが発生する場合、アバランシュフォトダイオードの出力は静電容量性応答及びアバランシュ信号が合わせた信号になる。一般的なアバランシュフォトダイオードの静電容量性応答信号は周期的に振動Oscillationする形態を示し、その振動の振幅は時間にしたがって段々減殺し、充分な時間が過ぎた後には消滅される。一般的に光子検出装置はアバランシュフォトダイオードを含むので、光子検出の時、このような静電容量性応答を考慮しなければならない。したがって、光子検出装置に含まれるアバランシュの発生可否を判別する装置は静電容量性応答の最大振幅より高く設定された閾値ThresholdLevelを有するようになる。結局、このような光子検出装置は光子の入力によって発生されるアバランシュ信号の中で、設定された閾値より高い振幅のアバランシュ信号が発生される場合のみを感知して光子の検出可否を決定する。即ち、一般的な光子検出装置は静電容量性応答の振幅より振幅が大きいアバランシュが発生する場合のみに光子検出及び光子計数PhotonCountingが可能である。しかし、振幅が大きいアバランシュはアフターパルスの発生確率を増加させ、これにしたがってデッドタイムも長く設定されなければならない。結局、振幅が大きいアバランシュはゲーティッドガイガーモードに動作されるアバランシュフォトダイオードを利用する光子検出装置が高速に光子を検出できない原因になる。光子検出装置が高速に光子を検出するためにアフターパルスの発生確率及びデッドタイムを減らすことが必要である。一般的な光子検出装置でアフターパルスの発生確率及びデッドタイムを発生は減らすためにはアバランシュフォトダイオードに印加するDCDirectCurrentバイアスBias電圧及びゲート信号の大きさと幅等とを調整して振幅が小さいアバランシュが発生されなければならない。しかし、このような場合に静電容量性応答より振幅が小さいアバランシュは一般的な光子検出装置では検出するのが非常に難しい。一方、ゲーティッドガイガーモードでアバランシュフォトダイオードを高速に動作させるためにゲート信号の幅を非常に短くした場合、発生されるアバランシュの振幅が小さいので、アフターパルスが発生される確率が減る効果があるが、振幅が小さいアバランシュ信号は上述したように一般的な光子検出装置には検出するのが難しいので、結局、光子検出装置の高速動作が不可能である。一般的な光子検出装置が有する上のような問題を解決するためにアバランシュフォトダイオードに印加されるゲート信号をサイン波形態に入力し、光検出装置の出力端に帯域除去フィルターを利用して出力信号に含まれた静電容量性応答を除去する方法がある。しかし、この方法はゲート信号がサイン波形態であるため、光子検出装置が低速に動作する場合、ゲート幅が非常に広くなり、これに光子検出の正確な時間測定が難しい短所があり、超高速に動作する場合帯域除去フィルターを通じて出力信号で静電容量性応答を分離するのが難しい短所がある。また、ゲート信号の周波数を連続的に変化させながら光子を検出するためには変化される周波数に対応して適当な帯域除去フィルターを実時間に取替えしなければならない短所がある。一般的な光子検出装置が有する上のような問題を解決するためのその他の方法として、周期的に入力される連続された2つのゲート信号に対するアバランシュフォトダイオードの出力端を2つで分岐し、分岐された2つの信号との間に時間差異をおき、これらを差動回路DifferencingCircuitに入力して2つの信号の差でアバランシュ信号を検出する方法がある。しかし、この方法で分岐された信号の間の時間遅延の調節は一般的に電線の長さに依存するためゲート信号の周波数を連続的に変化させる場合、時間遅延の調節が難しい。また、2つのゲート信号で同時にアバランシュが発生する場合には光子検出誤謬が発生できる。単一光子検出装置図1は本発明の第1実施形態による単一光子検出装置を示す図面である。図1を参照すれば、単一光子検出装置100はアバランシュフォトダイオードAPD、101、合成部102、補助信号発生部103、及びアバランシュ判別器104を含む。アバランシュフォトダイオード101は光子を受信して電気的な信号を出力する受光素子LightReceivingElementを含む。光子が受信されて出力される電気的な信号PSはアバランシュ信号を含み、アバランシュフォトダイオード101は出力信号PSを合成部102に伝達する。補助信号発生部103はアバランシュフォトダイオード101の静電容量性応答より振幅が小さい微弱なアバランシュ信号を効果的に検出するために補助信号ASを発生させ、発生された補助信号ASを合成部102に伝達する。合成部102はアバランシュフォトダイオード101から出力される出力信号PSを受信し、補助信号発生部103から出力される補助信号ASを受信する。合成部102はアバランシュフォトダイオードAPDの出力信号PS及び補助信号ASを合成し、合成信号MSをアバランシュ判別器104に伝達する。光子の入力によって、アバランシュが発生された場合に、合成信号MSの振幅はアバランシュが発生された部分で最大になる。アバランシュ判別器104は合成部102から合成信号MSを受信して受光素子であるアバランシュフォトダイオード101が光子を受信したか否かを判別する。図2はアバランシュが発生しない場合に、本発明の実施形態による単一光子検出装置100の合成部102に入/出力される信号を示す図面である。図2を参照すれば、アバランシュフォトダイオード101図1参照の出力信号PSは静電容量性応答のみを示し、上述したように静電容量性応答は周期的に振動する形態を示し、静電容量性応答の振幅が最も大きい地点は最初ピーク201地点になる。補助信号ASは補助信号発生部103で発生される信号であり、合成部102でアバランシュフォトダイオード101の出力信号PSと合成される。合成信号MSは上の2つの信号PS、ASを合成した信号であり、合成信号MSの振幅が最大になる地点202は静電容量性応答の振幅が最大になる最初ピーク201地点と同一である。図3は静電容量性応答の振幅より小さい振幅のアバランシュが発生した場合に本発明の実施形態による単一光子検出装置100の合成部102に入/出力される信号を示す図面である。図3を参照すれば、アバランシュフォトダイオード101図1参照の出力信号PSは静電容量性応答及び光子の入力で発生したアバランシュ信号が合わせた信号である。上述したように静電容量性応答は周期的に振動する形態を示し、光子の入力で発生したアバランシュ信号が合わせている。アバランシュフォトダイオード出力信号PSの振幅が最も大きい地点は静電容量性応答の最初ピーク302地点になる。光子の入力で発生されたアバランシュ信号の振幅301は静電容量性応答の最大振幅より小さい。図2と異なりに、合成信号MSの振幅が最大になる地点303はアバランシュが発生された地点と同一であり、その時の振幅は静電容量性応答の最大振幅302より大きい。したがって、本発明の実施形態による光子検出装置は光子の入力で発生されるアバランシュ信号の振幅301が静電容量性応答の最大振幅302より小さい場合でも、アバランシュの発生可否を検出し、これに光子の入力可否を検出することができる。一般的な光子検出装置は、静電容量性応答の最大振幅より高く設定された閾値を有することによって微弱なアバランシュの発生可否を検出するのが難しい。反面に、本発明の実施形態による単一光子検出装置100は、図3に示したように補助信号ASを利用して合成信号MSを発生し、発生された合成信号MSからアバランシュピーク303検出することができる。このため、本発明による単一光子検出装置100は静電容量性応答の最大振幅より高く設定された閾値を有しても微弱なアバランシュの発生可否を検出することができる。図4は本発明の実施形態による単一光子検出装置100の合成信号MS及びアバランシュ信号を判別する概念を示す図面である。図4を参照すれば、合成信号MSは時間によって連続的であり、アバランシュ判別器104の閾値402は一定である。合成信号MSはアバランシュ判別器104に入力される信号であり、アバランシュ判別器104は設定された閾値402より振幅が大きい信号が入力される場合を感知する。アバランシュ判別器104の閾値402は入力される光子がないのでアバランシュが発生されない場合の合成信号MSが有する最大振幅403、404より高く設定される。図4の合成部102の合成信号MSは図2及び図3で説明したように補助信号AS及びアバランシュフォトダイオード出力信号PSが合成された信号である。図4で合成信号MSは3つの振動形態の波形を含み、波形の各々の振幅は時間にしたがって段々減殺する。光子の入力がない場合である第1番目波形の最大振幅403はアバランシュ判別器104の閾値402より小さく、光子の入力がある場合である第2番目波形の最大振幅401はアバランシュ判別器104の閾値402より大きく、光子の入力がない場合である第3番目波形の最大振幅404はアバランシュ判別器104の閾値402より小さい。図4で光子の入力で静電容量性応答の最大振幅より小さい微弱なアバランシュが発生した場合である第2番目波形の最大振幅401はアバランシュ判別器104の閾値402より大きいので、結局アバランシュ判別器104は第2番目波形の入力で光子の入力によるアバランシュが発生されたことを判別し、これに光子検出装置は光子の存在を検出するようになる。そして、残りの第1番目及び第3番目波形の最大振幅403、404はアバランシュ判別器104の閾値402より小さいので、アバランシュ判別器104は光子の入力によるアバランシュの発生が無いことと判別し、これに光子検出装置は光子の存在しないことを検出するようになる。図5は本発明の第2実施形態による単一光子検出装置500を示す図面である。図5を参照すれば、単一光子検出装置500はアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、アバランシュ判別器104及びゲート信号発生部501を含む。図5の単一光子検出装置500は図1の単一光子検出装置100を含み、ゲート信号発生部501をさらに含む。ゲート信号発生部501を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、及びアバランシュ判別器104は図1と同一であり、先に図1で説明したので具体的な説明は省略する。アバランシュフォトダイオード101は量子効率QuantumEfficiencyが低く、アフターパルスが発生する確率が高いので、一般的にゲーティッドガイガーモードに利用される。ゲート信号発生部501はアバランシュフォトダイオード101をゲーティッドガイガーモードで動作させるためのゲート信号を発生させ、発生されたゲート信号をアバランシュフォトダイオード101に伝達する。ゲーティッドガイガーモードで動作する一般的な光子検出装置では先に説明したアフターパルス及びデッドタイムによってゲート信号の周波数及び光子を検出する速度が低く制限される。しかし、本発明の第2実施形態による光子検出装置500ではアバランシュフォトダイオード101をゲーティッドガイガーモードに動作させても、補助信号ASを利用して微弱なアバランシュ信号を検出できるので、先に説明したアフターパルス及びデッドタイムによって、アバランシュフォトダイオード101に印加されるゲート信号の周波数が低く制限されない。即ち、静電容量性応答より小さい振幅を有する微弱なアバランシュが発生した場合にもアバランシュ発生可否を判別して光子を検出できるので、ゲーティッドガイガーモードでも本発明の光子検出装置500は高速に動作できる。図6は本発明の第3実施形態による単一光子検出装置600を示す図面である。図6を参照すれば、単一光子検出装置600はアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、アバランシュ判別器104、ゲート信号発生部501及び時間遅延部601を含む。図6の単一光子検出装置600は図5の単一光子検出装置500を含み、時間遅延部601をさらに含む。時間遅延部601を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、アバランシュ判別器104、及びゲート信号発生部501は図5と同一であり、先に図1及び図5で説明したので、具体的な説明は省略する。合成部102はアバランシュフォトダイオード101の出力信号PS及び補助信号ASを受信し、2つの信号を合成して合成信号MSを出力する。合成信号MSの振幅がアバランシュ信号のピーク地点で最大になる場合、アバランシュの発生可否を判別することがさらに容易である。したがって、2つの信号が合成されるとき、アバランシュ信号が存在する位置アバランシュ発生位置或いは補助信号ASの位置が時間的に整列される必要がある。時間遅延部601はアバランシュフォトダイオード101の出力信号PS或いは補助信号ASが時間的に整列されて合成されるように合成部102を制御する。時間遅延部601の制御によって合成信号MSはアバランシュが発生された地点で最大振幅を有するようになり、アバランシュ判別器104は合成信号MSを受信して設定された閾値より大きい振幅を有する合成信号MSを判別する。したがって、光子検出装置600はアバランシュの発生及び光子の入力を検出するようになる。また、光子検出装置600は図5の光子検出装置500と同様にゲーティッドガイガーモードでゲート信号の周波数が低く制限されないため、高速に光子を検出することができる。図7は本発明の第4実施形態による単一光子検出装置700を示す図面である。図7を参照すれば、単一光子検出装置700はアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、アバランシュ判別器104、ゲート信号発生部501、時間遅延部601及び調節部701を含む。図7の単一光子検出装置700は図6の単一光子検出装置600を含み、調節部701をさらに含む。調節部701を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード101、合成部102、補助信号発生部103、アバランシュ判別器104、ゲート信号発生部501及び時間遅延部601は図6と同一であり、先に図1、図5及び図6で説明したので、具体的な説明は省略する。合成部102はアバランシュフォトダイオード101の出力信号PS及び補助信号ASを受信し、2つの信号PS、ASを合成して出力MSする。合成信号MSの振幅がアバランシュ信号のピーク地点で最大になる場合、アバランシュの発生可否を判別することがさらに容易である。したがって、2つの信号PS、ASが合成されるとき、アバランシュ信号が存在する位置アバランシュ発生位置、或いは補助信号ASの位置が時間的に整列される必要があり、これと共に2つの信号PS、ASの時間的な整列のみでなくアバランシュフォトダイオード101の出力信号PS或いは補助信号ASの模様及び振幅が調節される必要がある。調節部701はアバランシュフォトダイオード101の出力信号PS或いは補助信号ASの模様及び振幅が調節されて合成されるように合成部102を制御する。調節部701及び時間遅延部601の制御に合成信号MSはアバランシュが発生された地点で最大振幅を有し、アバランシュ判別器104は合成信号MSを受信して設定された閾値より大きい振幅を有する合成信号MSを判別する。したがって、光子検出装置700はアバランシュの発生及び光子の入力を検出するようになる。また、光子検出装置700は図5及び図6の光子検出装置500、600と同様にゲーティッドガイガーモードでゲート信号の周波数が低く制限されないため、高速に光子を検出することができる。光子数分解検出装置図8は本発明の第1実施形態による光子数分解検出装置を示す図面である。図8を参照すれば、光子数分解検出装置800はアバランシュフォトダイオードAPD、801、合成部802、補助信号発生部803、及び光子数判別部804を含む。アバランシュフォトダイオード801は光子を受信して電気的な信号を出力する受光素子を含む。光子の受信にしたがって発生された出力信号PSはアバランシュ信号を含み、アバランシュフォトダイオード801は出力信号PSを合成部802に伝達する。補助信号発生部803は補助信号ASを発生させ、発生された補助信号ASを合成部802に伝達する。合成部802はアバランシュフォトダイオード801から出力された信号PSを受信し、補助信号発生部803から出力された補助信号ASを受信する。合成部802は受信された出力信号PS及び補助信号ASを合成し、合成信号MSを光子数判別部804に伝達する。光子の入力によってアバランシュが発生された場合に合成信号MSの振幅はアバランシュが発生された部分で最大になる。光子数判別部804は合成信号MSを受信して受光素子であるアバランシュフォトダイオード801が受信した光子の数を判別する。光子数判別部804は合成信号MSの強さにしたがってアバランシュフォトダイオード801が受信した光子の数を判別でき、合成信号MSの強さにしたがう区分方法として合成信号MSの最大振幅にしたがって区分する方法が利用され得る。図9は本発明の実施形態による光子数分解検出装置の合成信号及び光子数を判別する概念を示す図面である。図9を参照すれば、合成信号MSは補助信号AS及びアバランシュフォトダイオード801の出力信号PSを合成した信号であり、光子数判別部804は3つの閾値901a、902a、903aを有する。微弱なアバランシュ信号の振幅は不連続的な特性を有し、このような不連続的な特性はアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数と直接的な関連がある。即ち、アバランシュ信号の振幅はアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数に比例し、結局アバランシュ信号を含むアバランシュフォトダイオード801の出力信号PSの振幅もアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数に比例する。したがって、最終的にアバランシュフォトダイオード出力PSを含む合成信号MSの最大振幅901、902、903もアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数に比例する。図9で、3つの閾値901a、902a、903aはアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数に比例する合成信号MSの最大振幅にしたがって区分できるように設定される。合成信号MSの最大振幅が最も低い場合、903はアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数が1個である場合であり、合成信号MSの最大振幅が中間の高さである場合、902はアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数が2個である場合であり、合成信号MSの最大振幅が最も高い場合、901はアバランシュフォトダイオード801に入力される光子の個数が3個である場合である。合成信号MSの最大振幅にしたがって区分して光子の個数を分解検出する装置で光子を計数するcounting単位個数は必要によって2個、3個等に調整可能である。単位個数を調整して光子数を分解検出するためには光子数判別部804の閾値を調整すれば十分である。光子の個数を分解して検出する光子数分解検出装置は静電容量性応答より振幅が小さい微弱なアバランシュの発生を検出できなければならない。したがって、本発明の実施形態による光子数分解検出装置はアバランシュフォトダイオード801に任意の個数自然数の光子が入力される場合、光子が入力されたことだけでなく、入力された光子が何個であるかも容易に検出が可能である。図10は本発明の第2実施形態による光子数分解検出装置を示す図面である。図10を参照すれば、光子数分解検出装置1000はアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、光子数判別部804及びゲート信号発生部1001を含む。図10の光子数分解検出装置1000は図8の光子数分解検出装置800を含み、ゲート信号発生部1001をさらに含む。ゲート信号発生部1001を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、及び光子数判別部804は図8と同一であり、先に図8で説明したので、具体的な説明は省略する。アバランシュフォトダイオード801は量子効率が低く、アフターパルスが発生する確率が高いので、一般的にゲーティッドガイガーモードで利用される。ゲート信号発生部1001はアバランシュフォトダイオード801をゲーティッドガイガーモードに動作させるためのゲート信号を発生させ、発生されたゲート信号をアバランシュフォトダイオード801に伝達する。ゲーティッドガイガーモードで動作する一般的な光子数分解検出装置では先に説明したアフターパルス及びデッドタイムによってゲート信号の周波数及び光子を検出する速度が低く制限される。しかし、本発明の第2実施形態による光子数分解検出装置1000ではアバランシュフォトダイオード801をゲーティッドガイガーモードに動作させても、補助信号ASを利用して微弱なアバランシュ信号を検出できるので、先に説明したアフターパルス及びデッドタイムによってアバランシュフォトダイオード801に印加されるゲート信号の周波数が低く制限されない。即ち、静電容量性応答より小さい振幅を有する微弱なアバランシュが発生した場合にもアバランシュ発生可否を判別して光子の入力及び入力された光子の個数を検出できるので、ゲーティッドガイガーモードでも本発明の光子数分解検出装置1000は高速に動作できる。図11は本発明の第3実施形態による光子数分解検出装置を示す図面である。図11を参照すれば、光子数分解検出装置1100はアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、光子数判別部804、ゲート信号発生部1001及び時間遅延部1101を含む。図11の光子数分解検出装置1100は図10の光子数分解検出装置1100を含み、時間遅延部1101をさらに含む。時間遅延部1101を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、光子数判別部804及びゲート信号発生部1001は図10と同一であり、先に図8及び図10で説明したので具体的な説明は省略する。合成部802はアバランシュフォトダイオード801の出力信号PS及び補助信号ASを受信し、2つの信号を合成して合成信号MSを出力する。合成信号MSの振幅がアバランシュ信号のピーク地点で最大になる場合、アバランシュの発生可否を判別することがさらに容易である。したがって、2つの信号が合成されるとき、アバランシュ信号が存在する位置アバランシュ発生位置或いは補助信号ASの位置が時間的に整列される必要がある。時間遅延部1101はアバランシュフォトダイオード801の出力信号PS或いは補助信号ASが時間的に整列されて合成されるように合成部802を制御する。時間遅延部1101の制御によって合成信号MSはアバランシュが発生された地点で最大振幅を有し、光子数判別部804は合成信号MSを受信して設定された閾値より大きい振幅を有する合成信号MSを判別する。したがって、光子数分解検出装置1100はアバランシュの発生、光子の入力及び入力された光子の個数検出するようになる。また、光子数分解検出装置1100は図10の光子数分解検出装置1000と同様にゲーティッドガイガーモードでゲート信号の周波数が低く制限されないため、高速に光子を検出することができる。図12は本発明の第4実施形態による光子数分解検出装置を示す図面である。図12を参照すれば、光子数分解検出装置1200はアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、光子数判別部804、ゲート信号発生部1001、時間遅延部1101及び調節部1201を含む。図12の光子数分解検出装置1200は図11の光子数分解検出装置1100を含み、調節部1201をさらに含む。調節部1201を除外した残りの構成要素であるアバランシュフォトダイオード801、合成部802、補助信号発生部803、光子数判別部804、ゲート信号発生部1001、及び時間遅延部1101は図11と同一であり、先に図8、図10及び図11で説明したので、具体的な説明は省略する。合成部802はアバランシュフォトダイオード801の出力信号PS及び補助信号ASを受信し、2つの信号を合成して合成信号MSを出力する。合成信号MSの振幅がアバランシュ信号のピーク地点で最大になる場合、アバランシュの発生可否を判別することがさらに容易である。したがって、2つの信号が合成されるとき、アバランシュ信号が存在する位置アバランシュ発生位置或いは補助信号ASの位置が時間的に整列される必要があり、これと共に2つの信号の時間的な整列のみでなくアバランシュフォトダイオード801の出力信号PS或いは補助信号ASの模様及び振幅が調節される必要がある。調節部1201はアバランシュフォトダイオード801の出力信号PS或いは補助信号ASの模様及び振幅が調節されて合成されるように合成部802を制御する。調節部1201及び時間遅延部1101の制御による合成信号MSはアバランシュが発生された地点で最大振幅を有し、光子数判別部804は合成信号MSを受信して設定された閾値より大きい振幅を有する合成信号MSを判別する。したがって、光子数分解検出装置1200はアバランシュの発生、光子の入力及び入力された光子の個数を検出するようになる。また、光子数分解検出装置1200は図10及び図11の光子数分解検出装置1000、1100と同様にゲーティッドガイガーモードでゲート信号の周波数が低く制限されないため、高速に光子を検出することができる。一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲で逸脱しない限度内で様々に変形できる。例えば、アバランシュフォトダイオード、合成部、補助信号発生部、及びアバランシュ判別器及び光子数判別部等の細部的な回路構成や前後端の連結関係は利用環境や用度にしたがって多様に変化或いは変形できる。したがって、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されて定まれてはならないし、後述する特許請求の範囲のみでなくこの発明の特許請求の範囲と均等なもの等によって定まれるべきである。