结构化超导带单光子探测器制造技术

本发明专利技术公开了结构化超导带单光子探测器；本发明专利技术通过结构调控增加超导带对光子响应灵敏度，降低了常规超导单光子探测器对超导带宽度的要求，从而可实现高灵敏单光子探测，并具有探测面积大、速度快、制备简单，易于扩展到大规模阵列结构等特点。该单光子探测器自下到上依次包括衬底、几何调控超导带、电极、光学介质层和光学反射镜；制备方法主要包括：采用磁控溅射在衬底表面上沉积一层超导薄膜；采用光刻和剥离技术在超导薄膜上制备电极；利用电子束曝光技术和反应离子刻蚀技术在超导薄膜上制备具有结构化超导带形状；利用化学气相沉积技术和电子束蒸发技术在超导带的表面上分别沉积一层光学介质层和金属反射层作为光学腔。积一层光学介质层和金属反射层作为光学腔。积一层光学介质层和金属反射层作为光学腔。

【技术实现步骤摘要】
结构化超导带单光子探测器


[0001]本专利技术涉及光探测
，具体涉及一种结构化超导带单光子探测器。

技术介绍

[0002]超导纳米线单光子探测器(Superconducting Nanowire Single Photon Detector,SNSPD)作为光极限探测的强有力工具，经过二十多年来的快速发展，SNSPD具有高效的探测效率、超低的暗计数、超高的时间分辨率和宽的响应频谱。这些优异的性能使其在众多的单光子探测器中脱颖而出，在诸如深空光通信、量子光学、生物荧光成像、激光雷达、暗物质探测等领域具有很好的应用前景。
[0003]传统的SNSPD通常用80～100nm宽的蜿蜒纳米线结构填充在20μm
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20μm面积上作为探测器的光敏面，利用单模光纤对SNSPDs进行光耦合。在实际的应用中，探测器需要更大的光敏面来有效进行自由空间耦合或多模光纤耦合(芯直径大于50μm)，常规的小面积SNSPDs已无法满足应用需求。因此，制备具有大光敏面积和高性能的SNSPD成为未来一个必然的趋势。
[0004]目前，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.结构化超导带单光子探测器，其特征在于：从下至上依次包括：衬底、位于衬底表面的结构化超导带和设置在所述结构化超导带的尾端连接处的电极；其中，所述结构化超导带中包括多个微纳孔结构，每个所述微纳孔结构均为封闭形孔洞结构。2.根据权利要求1所述的结构化超导带单光子探测器，其特征在于：还包括：位于所述结构化超导带表面的光学介质层和位于所述光学介质层表面的光学反射镜。3.根据权利要求1所述的结构化超导带单光子探测器，其特征在于：所述结构化超导带由超导薄膜组成，其结构为首尾相连的蜿蜒结构。4.根据权利要求1所述的结构化超导带单光子探测器，其特征在于：所述结构化超导带的宽度在0.1～20μm，填充率为0.1
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0.9。5.根据权利要求1所述的结构化超导带单光子探测器，其特征在于：所述微纳孔结构的特征为沿着超导带方向的横向宽度为超导带宽度的3％至95％。6.结构化超导带单光子探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采用磁控溅射技术，在衬底上生长一层超导薄膜；步骤2：在超导薄膜上生长金属电极；步骤3：采用电子束曝光技术和反应离子刻蚀技术在超导薄膜上制备得到结构化超导带。7.根据权利要求6所述的结构化超导带单光子探测器的制备方法，其特征在于：在步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蜡宝，李飞燕，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：