The invention provides a single photon detector and a preparation method thereof, in which the single photon detector includes a photon frequency up-converter device and a silicon single photon avalanche diode; the photon frequency up-converter device includes a near infrared detector, a light emitting diode and a gradient layer, the gradient layer between the near infrared detector and the light emitting diode; and the light emitting side of the light emitting diode is said. The light receiving surfaces of silicon single photon avalanche diodes are coupled. The up-conversion single photon detector has the advantages of high detection rate, good signal-to-noise ratio, compact structure, convenient preparation, simple use and no complicated optical path design.
【技术实现步骤摘要】
一种单光子探测器及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件领域，尤其涉及单光子探测器及其制备方法。
技术介绍
单光子探测在量子信息处理、量子保密通信、激光雷达、宇宙学等领域具备重要意义。当前主流的近红外单光子探测器有超导单光子探测器，单光子雪崩二极管以及基于光参量频率上转换的单光子探测器。虽然超导纳米线单光子探测器的各方面性能指标均接近或者达到了理想单光子探测器的极限。但是，高昂的价格和极低的工作温度(<3K)严重阻碍了其大规模推广应用。光参量频率上转换单光子探测器可以实现高探测率，高计数率，并且没有后脉冲的影响。但是其暗计数的缺点一直无法克服，并且暗计数和探测率无法兼得。此外，相对复杂的光路设计和相对较窄的光谱响应也不可避免地限制了这一探测器的应用范围。InGaAs-单光子雪崩二极管作为最常用的近红外单光子探测器的各方面性能指标均相对落后，已经不能适应当今量子通讯领域的迅猛发展。Bai(SciRep,2017,7(1):15341.)等人提出将红外探测器与发光二极管集成的上转换器件应用于单光子探测，理论上该方案可以实现很高的探测率与极佳的信噪比。但是美...
【技术保护点】
1.一种单光子探测器，其特征在于，包括光子频率上转换器件和硅单光子雪崩二极管；所述光子频率上转换器件包括近红外探测器、发光二极管和渐变层，所述渐变层位于近红外探测器和发光二极管之间；所述发光二极管的发光侧与所述硅单光子雪崩二极管的受光面相耦接。
【技术特征摘要】
1.一种单光子探测器，其特征在于，包括光子频率上转换器件和硅单光子雪崩二极管；所述光子频率上转换器件包括近红外探测器、发光二极管和渐变层，所述渐变层位于近红外探测器和发光二极管之间；所述发光二极管的发光侧与所述硅单光子雪崩二极管的受光面相耦接。2.一种如权利要求1所述的单光子探测器，其特征在于，所述渐变层至少有一种元素组分逐渐变化。3.一种如权利要求2所述的单光子探测器，其特征在于，所述渐变层的组分渐变元素的原子百分比随厚度变化而改变。4.一种如权利要求3所述的单光子探测器，其特征在于，所述渐变层为InyGa1-yAs；所述InyGa1-yAs中In组分由0.53渐变到0，渐变方向由近红外光电探测器向发光二极管逐渐变小。5.一种如权利要求1所述的单光子探测器，其特征在于，所述近红外光电探测器为InP基的Ⅲ-Ⅴ族半导体探测器。6.一种如权利要求5所述的单光子探测器，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张月蘅，沈文忠，白鹏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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