寬譜高效率、偏振不敏感的超導納米線單光子探測器

《寬譜高效率、偏振不敏感的超導納米線單光子探測器》是依託天津大學，由胡小龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：寬譜高效率、偏振不敏感的超導納米線單光子探測器
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：胡小龍
• 依託單位：天津大學

項目摘要

超導納米線單光子探測器因為在近紅外波段具有探測效率高、暗計數低、回響恢復時間短、時域抖動小等卓越性能，成為單光子探測領域的研究熱點，並逐漸被套用於量子通信與測量、超長跨距光通信等領域。然而，有兩點重要的性能尚未在此種探測器的同一器件上實現：第一，寬譜範圍高效率；第二，偏振不敏感。同時實現這兩點性能的難點在於：第一，本研究領域對此類探測器的內效率缺乏定量的系統研究；第二，對於傳統基於回型線結構的器件而言，這兩點特性對器件結構參數的要求是矛盾的。本研究項目擬採用與波導在晶片上集成的超細超導納米線，同時實現寬譜高效率和偏振不敏感這兩點性能；且利用波導集成的探測器結構，定量地、系統地研究內效率，尤其是研究、測量內效率與光波長、偏振態、納米線寬度之間的關係，並以此為依據進一步最佳化設計探測器結構。寬譜高效率、偏振不敏感的單光子探測器將對頻率梳產生的寬譜糾纏態、偏振糾纏態的表征有所助益。

結題摘要

超導納米線單光子探測器(SNSPD)成為近年來的研究熱點。本項目圍繞SNSPD領域有待解決的關鍵科學技術問題——寬譜高效率偏振不敏感的SNSPD器件——展開研究工作，並取得如下研究成果：第一，設計並實現了對任何偏振態的入射光子探測效率都高於60%、偏振敏感度低於1.05的SNSPD器件；第二，從理論和實驗兩個方面較為系統地研究了SNSPD的內量子效率和時域性能。這些研究工作為進一步提升SNSPD的性能，拓展SNSPD的套用空間有幫助。在本項目的支持下，在Applied Physics Letters、Optics Letters等學術期刊上發表研究論文4篇，在CLEO等學術會議上發表研究論文7篇，獲批發明專利2項，在國際學術會議上做邀請報告5次，培養博士研究生1名、碩士研究生4名。