一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，结构为二维周期性排列的偏振探测单元，每个偏振探侧单元包括单光子探测器组及4个不同偏振方向的汇聚耦合结构，偏振方向分别为水平、右倾45度、垂直和左倾45度。汇聚耦合结构按入射光经过先后为序是：上层金属光栅层，透明介质汇聚层，金属阻挡层和下层金属反射出光层。本实用新型专利技术的优点在于：同时集偏振分辨、汇聚耦合及滤波三大功能为一体，并能够与各种单光子探测器高度集成。这对量子信息中的偏振编码、单光子偏振成像技术等领域具有巨大的应用价值。

A single photon polarization imaging array with converging filter function

The utility model discloses a single photon polarization imaging array collecting filter function with structure of two-dimensional periodic arrangement of polarization detection unit, each polarization probe coupling structure unit comprises a side sink single photon detector and 4 different polarization direction and polarization direction respectively, right 45 degrees, vertical and left 45 degree. The converging coupling structure follows the order of incident light: the upper metal grating layer, the transparent medium convergence layer, the metal barrier layer and the lower layer metal reflecting the optical layer. The utility model has the advantage of simultaneous integration of three functions of polarization resolution, convergence coupling and filtering, and is able to integrate with all kinds of single photon detectors. It has great application value in the fields of polarization coding and single photon polarization imaging in quantum information.

【技术实现步骤摘要】
一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列
本技术涉及单光子探测及偏振成像领域，具体是指一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列。
技术介绍
随着单光子探测技术的发展和其应用领域的不断拓展，对于高性能单光子探测技术的需求越来越大，不但对探测灵敏度的提出更高要求（低暗计数、高量子效率、短抖动时间等），单光子偏振态探测作为极限灵敏度光子偏振态测量技术,在偏振成像、量子信息技术、生物医学和天文等领域具有极为重要的应用价值。然而，大多数传统的单光子探测器为强度探测,对于偏振并不敏感。为了实现偏振选择性探测，通常需要在光学探测器前额外加上一个偏振分束器或独立偏振起偏器探测，但该方法需要通过机械旋转，不能实时地获得入射光的偏振特性。为了方便实时偏振探测，可将偏振片集成在探测器像元的表面，使得单个光电探测器的像元只对一种偏振方向的响应最大，而对与之垂直方向的偏振响应最小。在4个探测器像元上设置4个方向的偏振片，通过数学计算获知入射光的偏振状态。这种方法增加了偏振状态的探测，能够反映出原先强度图像中所不具备的偏振信息，相当于增加了一个探测信号的维度，同时仍然能够保持原先焦平面探测器的实时快速直接成像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：整体结构为二维周期性排列的偏振探测单元，其中每个偏振探侧单元包括单光子探测器组（1）及个具有不同偏振方向的汇聚耦合结构（2）、（3）、（4）、（5），每两个相邻汇聚耦合结构的偏振方向相差45度。

【技术特征摘要】
1.一种具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：整体结构为二维周期性排列的偏振探测单元，其中每个偏振探侧单元包括单光子探测器组（1）及个具有不同偏振方向的汇聚耦合结构（2）、（3）、（4）、（5），每两个相邻汇聚耦合结构的偏振方向相差45度。2.根据权利要求1所述的具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：所述单光子探测器组（1）包括四个单光子探测器（11）及四个对应的衬底（12），所述每个单光子探测器（11）设置于衬底（12）内或底部。3.根据权利要求2所述的具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：所述每个单光子探测器（11）包括超导纳米线单光子探测阵列或单光子雪崩探测器，衬底（12）的材质为硅、蓝宝石片、磷化铟、氮化镓、砷化镓中的任意一种。4.根据权利要求1所述的具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：所述汇聚耦合结构（2）、（3）、（4）、（5）的偏振方向分别为水平、右倾45度、垂直和左倾45度。5.根据权利要求1所述的具有汇聚滤波功能的单光子偏振成像阵列，其特征在于：所述汇聚耦合结构（2）、（3）、（4）、（5）均是相同结构，每一个汇聚耦合结构包括有上层金属光栅层（41）、透明介质汇聚层（42）、金属阻挡层（43）和下层金属反射出光层（44）；所述透明介质汇聚层（42）位于上层金属光栅层（41）和下层金属反射出光层（44）之间，所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，李沫，陈飞良，康健彬，王旺平，黄锋，张晖，李俊泽，张健，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51