超导纳米线单光子探测器研究新进展

南京大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 50 ›› Issue (3): 254–.

超导纳米线单光子探测器研究新进展

张蜡宝，康琳，陈健，吴培亨

出版日期:2014-06-01 发布日期:2014-06-01
作者简介:(南京大学超导电子学研究所,南京,210093)

Development of s uperconductor nanowire single photon detector

Zhang Labao, Kang Lin , Chen Jian , Wu Peiheng

Online:2014-06-01 Published:2014-06-01
About author: (Research Institute of Superconductor Electronics of Nanjing University, Nanjing University, Nanjing, 210093, China)

摘要/Abstract

摘要： 现代科学技术已经发展到利用单个光子的量子态载运信息和进行计算。因此，高效、灵敏地探测单个光子是量子计量、量子通信、非线性光学等量子信息科学研究中最基础的技术之一。超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子检测器，具有暗计数低、探测速率高、检测频谱宽等优点，在众多领域存在潜在应用。本文概述了超导单光子探测器的工作机制和理论模型，重点介绍了兼容4英寸硅工艺的SNSPD器件的关键技术工艺，如器件设计、材料结构、制备工艺和封装技术等。研制的超导单光子探测器，在1550 nm波段，系统的单光子检测效率最高达到75%，暗计数小于100 cps，与国际最好水平相当。在不断提高SNSPD性能研究的同时，还开展了利用SNSPD进行光子数分辨的研究，以及将其应用于光时域反射仪(OTDR)中，进行长距离光纤状态的分析和检测研究。

Abstract: Superconductor nanowire single-photon detector (SNSPD) is a new single-photon detector with low dark count rate. This article analyzed the working mechanism and theoretical models of SNSPD. We outlined the fabrication process with 4 inches wafer compatible with standard silicon process, such as device design , materials deposition , fabrication process and packaging technology. High performance SNSPD was fabricated with system efficiency up to 75% in 1550nm band and dark count less than 100cps. We also carried out the research of resolving photon number and the application of SNSPD to the optical domain reflectmeter (OTDR).

张蜡宝，康琳，陈健，吴培亨. 超导纳米线单光子探测器研究新进展[J]. 南京大学学报(自然科学版), 2014, 50(3): 254–.

Zhang Labao, Kang Lin , Chen Jian , Wu Peiheng . Development of s uperconductor nanowire single photon detector[J]. Journal of Nanjing University(Natural Sciences), 2014, 50(3): 254–.

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