大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器制造技术

本发明专利技术提供一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，包括：衬底；超导纳米线，位于所述衬底的表面；微纳光纤，位于所述衬底上，且横跨所述超导纳米线；光学胶，位于所述衬底上，且固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围；所述光学胶具有预设折射率范围，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，而TE模式的入射光被允许通过。本发明专利技术的探测器对TE模式的入射光的吸收率远大于TM模式，因此对TE模式入射光的探测效率也会远大于TM模式，从而使其具有较大的偏振消光比；此外，本发明专利技术的探测器无需光栅滤光，结构简单、制备工艺简洁、入射光损耗小及探测效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器
本专利技术属于探测
，特别是涉及一种大偏振小广比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器。
技术介绍
光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。它是一种光的横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。红外光具有显著的偏振特性。当红外光与目标物体相互作用后，散射光中会包含带有目标物体自身特征的偏振信息，这些信息可以为我们清楚的表明物体材料、表面粗糙度、含水量等特性。根据偏振度的差异性，就可以利用红外偏振成像技术将三者明显区别开来。又因为测量中只需要编码偏振度的辐射值之比，无需再进行准确的光波辐射量校准，因此相比传统红外成像，红外偏振成像测量精度更高。利用这些特性，红外光偏振可应用于大气遥感、军事侦查、天体研究和生物医疗等领域。传统的光探测器探测的都是入射光的强度，不具有直接探测光波偏振度的能力。通常的测量方法是采用旋转偏振片的方式或者在探测器上集成面阵微纳光栅结构，但是这种方法不利于对快速移动物体的探测，且制备工艺较复杂。超导纳米线单光子探测器(SNSPD)由于其曲折蜿蜒的结构，天生就具备偏振敏感的特性。目前用传统垂直对光方法制备得到的器件偏振消光比(水平偏振光吸收率与竖直偏振光吸收率比值)比可达22，但仍然存在很大的提升空间；同时，传统垂直对光方法制备得到的器件仍然存在结构复杂、制备工艺繁琐、入射光损耗大及探测效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种简单容易实现、稳定性好、可移植性强的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，用于解决现有技术中的探测器存在的偏振消光比有限、结构复杂、制备工艺繁琐、入射光损耗大及探测效率低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器包括：衬底；超导纳米线，位于所述衬底的表面；微纳光纤，位于所述衬底上，且横跨所述超导纳米线；光学胶，位于所述衬底上，且固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围；所述光学胶具有预设折射率范围，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，TE模式的入射光被允许通过。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述衬底包括MgF2衬底。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述超导纳米线呈曲折蜿蜒状，所述超导纳米线自所述微纳光纤的一侧延伸至所述微纳光纤的另一侧。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述微纳光纤的下表面与所述超导纳米线的上表面相接触。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述微纳光纤经由单模光纤拉制而成；所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器还包括单模光纤及过渡光纤，其中，所述过渡光纤一端与所述单模光纤一端相连接，另一端与所述微纳光纤相连接；所述过渡光纤经由所述单模光纤拉制而成，所述过渡光纤的直径自所述单模光纤相连的一端向与所述微纳光纤相连接的一端逐渐减小。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述预设折射率范围通过COMSOLMultiphysics仿真系统依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的材料、所述衬底材料及所述入射光的波长和模式仿真而得到。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述光学胶材料的成分包括丙烯酸氟树脂。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器还包括两电极，一所述电极与所述超导纳米线的一端相连接，另一所述电极与所述超导纳米线的另一端相连接。本专利技术还提供一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的制备方法，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器制备方法包括如下步骤：1)提供一衬底；2)于所述衬底的表面形成超导纳米线；3)于所述衬底上形成微纳光纤，所述微纳光纤横跨所述超导纳米线；4)依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的材料、所述衬底的材料及入射光的波长和模式得到所需光学胶的折射率范围；5)于所述衬底上形成具有上述折射率范围的光学胶，所述光学胶固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，步骤2)与步骤3)之间还包括如下步骤：于所述衬底表面形成一对电极，一所述电极与所述超导纳米线的一端相连接，另一所述电极与所述超导纳米线的另一端相连接。作为本专利技术的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，步骤4)中，使用COMSOLMultiphysics仿真系统依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的材料、所述衬底的材料及入射光的波长和模式得到所需光学胶的折射率范围。本专利技术的一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器具有以下有益效果：本专利技术的探测器对TM模式和TE模式的入射光的吸收率相差巨大，对不同模式的入射光的探测效率也会差异加大，从而使其具有较大的偏振消光比；此外，本专利技术的探测器无需光栅滤光，结构简单、制备工艺简洁、入射光损耗小及探测效率高等优点。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的立体结构示意图。图2显示为本专利技术实施例一中提供的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器中的超导纳米线的结构示意图。图3显示为图1中沿AA方向的截面结构示意图。图4显示为图3中C区域的放大结构示意图。图5显示为本专利技术实施例二中提供的所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器制备方法的流程图。元件标号说明11衬底12超导纳米线121直线部122连接部13微纳光纤14光学胶15单模光纤16过渡光纤17电极d1直线部的宽度d2直线部之间的间隙h直线部的高度具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1，本专利技术提供一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器包括：衬底11；超导纳米线12，所述超导纳米线12位于所述衬底11的表面；微纳光纤13，所述微纳光纤13位于所述衬底11上，且横跨所述超导纳米线12；光学胶14，所述光学胶14位于所述衬底11上，且固化包覆于所述超导纳米线12及所述微纳光纤13的外围；所述光学胶14具有预设折射率范围，以使得所述微纳光纤13内的入射光中TM模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器包括：衬底；超导纳米线，位于所述衬底的表面；微纳光纤，位于所述衬底上，且横跨所述超导纳米线；光学胶，位于所述衬底上，且固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围；所述光学胶具有预设折射率范围，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，而TE模式的入射光被允许通过。

【技术特征摘要】
1.一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器包括：衬底；超导纳米线，位于所述衬底的表面；微纳光纤，位于所述衬底上，且横跨所述超导纳米线；光学胶，位于所述衬底上，且固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围；所述光学胶具有预设折射率范围，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，而TE模式的入射光被允许通过。2.根据权利要求1所述的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述衬底包括MgF2衬底。3.根据权利要求1所述的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述超导纳米线呈曲折蜿蜒状，所述超导纳米线自所述微纳光纤的一侧延伸至所述微纳光纤的另一侧。4.根据权利要求1所述的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述微纳光纤的下表面与所述超导纳米线的上表面相接触。5.根据权利要求1所述的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述微纳光纤经由单模光纤拉制而成；所述大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器还包括单模光纤及过渡光纤，其中，所述过渡光纤一端与所述单模光纤一端相连接，另一端与所述微纳光纤相连接；所述过渡光纤经由所述单模光纤拉制而成，所述过渡光纤的直径自所述单模光纤相连的一端向与所述微纳光纤相连接的一端逐渐减小。6.根据权利要求1所述的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述预设折射率范围通过COMSOLMultiphysics仿真系统依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯昕彤，尤立星，李浩，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