The invention provides a multispectral superconducting nanowire single photon detector, which includes: a substrate; a first optical thin film stacking structure located on the upper surface of the substrate; a second optical thin film stacking structure located on the upper surface of the first optical thin film stacking structure; a central wavelength of the second optical thin film stacking structure is different from the central wavelength of the first optical thin film stacking structure; and a superconducting nanowire. Located on the upper surface of the laminated structure of the second optical thin film. The second optical thin film laminated structure of the present invention is used as a mirror to achieve high-efficiency absorption at its central wavelength, and also plays a phase-shifting role to the light in the reflected band of the first optical thin film laminated structure, resulting in the shift of the absorption wavelength and the increase of the number of absorption peaks, thus realizing the high-efficiency absorption of multiple bands, i.e., obtaining multiple resonance absorption wavelengths, which can be satisfied. Users need different bands of single photon detector applications, as well as multi-band imaging or multi-band detection applications.
【技术实现步骤摘要】
多光谱超导纳米线单光子探测器
本专利技术属于光电探测
,涉及一种超导纳米线单光子探测器,特别是涉及一种多光谱超导纳米线单光子探测器。
技术介绍
超导纳米线单光子探测器(Superconductingnanowiresinglephotondetector:SNSPD)是近十几年发展起来的新型单光子探测技术,其相对于半导体探测器的最大的优势就是其超高的探测效率、快速响应速度以及几乎可以忽略的暗计数,且光谱响应范围可覆盖可见光至红外波段。2001年,莫斯科师范大学Gol’tsman小组首先利用5nm厚的NbN超薄薄膜制备了一条200nm宽的超导纳米线,成功实现了可见光到近红外波段的单光子探测,开启了超导纳米线单光子探测器的先河。此后,欧、美、俄、日等多个国家和研究小组纷纷开展了对SNSPD的研究。经过十余年的发展,SNSPD在1.5μm波长的探测效率从开始的不足1%已经提升到70%以上,甚至超过90%,远超过半导体SPD的探测效率。除此之外,其在暗计数、低时间抖动、高计数率等方面的优异性能已经在众多应用领域得到了验证。因此,在近红外波段附近具有优良性能表现的SNSPD无疑为激光雷达、量子信息等应用提供了很好的工具。目前SNSPD已成为超导电子学和单光子探测领域的研究热点,并有力的推动了量子信息、激光雷达等领域科技发展。国际上SNSPD领域研究著名机构包括,美国的MIT、JPL、NIST、日本的NICT、俄罗斯的MSPU等。目前光纤通信波段1550nm,探测效率最高的器件为美国NIST采用极低温超导材料WSi(工作温度<1K)研发,探测效率高达93% ...
【技术保护点】
1.一种多光谱超导纳米线单光子探测器,其特征在于,所述多光谱超导纳米线单光子探测器包括:衬底;第一光学薄膜叠层结构,位于所述衬底的上表面;第二光学薄膜叠层结构,位于所述第一光学薄膜叠层结构的上表面;所述第二光学薄膜叠层结构的中心波长与所述第一光学薄膜叠层结构的中心波长不同;超导纳米线,位于所述第二光学薄膜叠层结构的上表面。
【技术特征摘要】
1.一种多光谱超导纳米线单光子探测器,其特征在于,所述多光谱超导纳米线单光子探测器包括:衬底;第一光学薄膜叠层结构,位于所述衬底的上表面;第二光学薄膜叠层结构,位于所述第一光学薄膜叠层结构的上表面;所述第二光学薄膜叠层结构的中心波长与所述第一光学薄膜叠层结构的中心波长不同;超导纳米线,位于所述第二光学薄膜叠层结构的上表面。2.根据权利要求1所述的多光谱超导纳米线单光子探测器,其特征在于,所述第一光学薄膜叠层结构及所述第二光学薄膜叠层结构均包括两种依次上下交替叠置的光学薄膜层,两种所述光学薄膜层具有不同的折射率。3.根据权利要求2所述的多光谱超导纳米线单光子探测器,其特征在于,所述第一光学薄膜叠层结构包括依次上下交底叠置的SiO2光学薄膜层与TiO2光学薄膜层、依次上下交替叠置的SiO2光学薄膜层与Si光学薄膜层、依次上下交替叠置的SiO2与Nb2O5光学薄膜层或依次上下交替叠置的SiO2与Ta2O5光学薄膜层;所述第二光学薄膜叠层结构包括依次上下交底叠置的SiO2光学薄膜层与TiO2光学薄膜层、依次上下交替叠置的SiO2光学薄膜层与Si光学薄膜层、依次上下交替叠置的SiO2与Nb2O5光学薄膜层或依次上下交替叠置的SiO2与Ta2O5光学薄膜层。4.根据权利要求2或3所述的多光谱超导纳米线单光子探测器,其特征在于,所述第一光学薄膜叠层结构中的各所述光学薄膜层的厚度均等于入射光在其内等效波长的1/4;所述第二光学薄膜叠层结构中的各所述光学薄膜层的厚度均等于入射光在其内等效波长的1/4;所述多光谱超导纳米线单光子探测器还包括第一介质薄膜层及第二介质薄膜层,其中,所述第一介质薄膜层位于所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员:李浩,尤立星,王河清,王镇,
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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