一种宽光谱高效率超导单光子探测器及其制备方法

    公开(公告)号:CN113252167A

    公开(公告)日:2021-08-13

    申请号:CN202110544264.3

    申请日:2021-05-19

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种宽光谱高效率超导单光子探测器及其制备方法,包括超导纳米线单元、电极、玻璃插芯、玻璃板套夹和光纤,光纤包括纤芯和包层;光纤嵌入在玻璃插芯内,玻璃插芯呈一定角度嵌入在玻璃板套夹内,该光纤、玻璃插芯和玻璃板套夹的端面均处于同一水平面上;超导纳米线单元设置在光纤的上表面并覆盖住纤芯;电极设置在包层上表面并位于超导纳米线单元两侧;本发明通过将超导纳米线单光子探测器设计在光纤端面,可制备得到宽光谱响应、高效率的光纤端面超导纳米线单光子探测器,大幅度提高了超导单光子探测器的集成度,降低了工艺制作步骤,从而扩展了应用领域。

    一种高速超导光子相机
    74.
    发明授权

    公开(公告)号:CN109357774B

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN201811128220.7

    申请日:2018-09-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种高速超导光子相机,包括:大量蜿蜒结构纳米线构成的像元、片上电路方案、光耦合方案和外部读出电路方案;像元之间用延迟线相互连接成为一行或多行,这中单行或多行结构阵列排列在共焦平面,构成大面阵相机光敏面,像素可以超过4‑1000000像素。本发明的相机帧率最高可达1000帧/秒,光子探测效率最高达到98.5%,工作波段为300nm‑10μm;能够实时同步探测大量光子时间和位置信息,能够直接捕捉到物体表面反射或直接发射的光学信息,还原出物体特有的光学分辨信息,实现主动或被动高灵敏高速光子成像。

    一种基于元素成像的超导纳米线均匀性分析的方法

    公开(公告)号:CN108535305B

    公开(公告)日:2020-10-02

    申请号:CN201810288730.4

    申请日:2018-03-30

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于元素成像对超导纳米线进行均匀性分析的方法,包括以下步骤:制备需要进行均匀性分析的纳米线条样品;对选定区域选定元素进行AES元素成像;将所得元素分布强度信息导入MATLAB;对所得信息进行横向分析,标定纳米线过渡区宽度参数;对所得信息进行纵向分析,标定纳米线边缘粗糙度参数。本发明提出了标定纳米线均匀性的参数,并通过实例说明给出了详细的分析方法,所得均匀性分析结果与实际超导纳米线制备情况相符,为判别超导纳米线质量提供了直观的标准。

    一种高速超导光子相机
    76.
    发明公开

    公开(公告)号:CN109357774A

    公开(公告)日:2019-02-19

    申请号:CN201811128220.7

    申请日:2018-09-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种高速超导光子相机,包括:大量蜿蜒结构纳米线构成的像元、片上电路方案、光耦合方案和外部读出电路方案;像元之间用延迟线相互连接成为一行或多行,这中单行或多行结构阵列排列在共焦平面,构成大面阵相机光敏面,像素可以超过4-1000000像素。本发明的相机帧率最高可达1000帧/秒,光子探测效率最高达到98.5%,工作波段为300nm-10μm;能够实时同步探测大量光子时间和位置信息,能够直接捕捉到物体表面反射或直接发射的光学信息,还原出物体特有的光学分辨信息,实现主动或被动高灵敏高速光子成像。

    一种超导单光子探测器套管辅助光对准封装装置

    公开(公告)号:CN108333696A

    公开(公告)日:2018-07-27

    申请号:CN201810328630.X

    申请日:2018-04-13

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种超导单光子探测器套管辅助光对准封装装置,包括底座,底座中部设置有套筒支撑柱,底座一端设置有同轴电缆连接头,套筒支撑柱外部设置有高精度套管,高精度套管顶部开口与光钎套筒连接,高精度套管内设置有探测器芯片,探测器芯片底部与套筒支撑柱顶部连接,光钎套筒顶部设置有光钎固定环,光钎套筒内设置有光钎,光钎套筒与探测器芯片之间设置有光学折射率匹配液,光钎底部与芯片光敏区接触,所述探测器芯片另一端通过点焊线与同轴电缆连接头连接。本发明借助高精度套管辅助定位,实现了超导探测器芯片与耦合光纤的精确对准,超导探测器芯片和光纤之间通过光学折射率匹配液减少了插入损耗。

    基于超导纳米线单光子探测器的光时域反射计

    公开(公告)号:CN103575504A

    公开(公告)日:2014-02-12

    申请号:CN201310600853.4

    申请日:2013-11-25

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于超导纳米线单光子探测器的光时域反射计,包括激光器、光纤环形器、超导纳米线单光子探测器和采集仪器,所述激光器产生的光脉冲通过光纤环形器耦合进入待测量光纤,所述光脉冲在待测量光纤中传输产生后向散射光,后向散射光通过光纤环形器的另一端口接入超导纳米线单光子探测器,超导纳米线单光子探测器输出的脉冲经过放大后被采集仪器读出。本发明能够提高探测距离,空间分辨率以及减少测量时间。

    一种超导纳米单光子探测芯片及其制备工艺

    公开(公告)号:CN103367516A

    公开(公告)日:2013-10-23

    申请号:CN201310301942.9

    申请日:2013-07-18

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 本发明公开了一种超导纳米单光子探测芯片,包括基底,还包括活性层、绝缘层和光子吸收层,所述活性层为至少两根超导纳米线,呈蜿蜒结构设置于所述基底的上表面;所述光子吸收层为碳纳米管层,设置于所述活性层上方;所述绝缘层填充于至少两根超导纳米线之间,同时,填充于所述超导纳米线与所述光子吸收层之间。同时,本发明还提供一种超导纳米单光子探测芯片的制备工艺。本发明大幅度提高探测器芯片的光子吸收概率,将可吸收的光子波段提高到紫外-可见-红外,从而提高探测器的系统效率,使超导纳米单光子探测芯片效率高、工作波段宽、应用范围广。

    一种基于特殊掺杂的超导铌薄膜材料的纳米线单光子探测器的制备方法

    公开(公告)号:CN102916083A

    公开(公告)日:2013-02-06

    申请号:CN201210406138.2

    申请日:2012-10-23

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: C23C14/021 C23C14/185

    Abstract: 本发明公开了一种基于特殊掺杂的超导铌薄膜材料的纳米线单光子探测器的制备方法,包括如下步骤:将基片超声清洗并吹干;进行Ar离子洗;通过直流磁控溅射的方式生长特殊掺杂的超导Nb薄膜;旋涂电子束抗蚀剂,然后对电子束抗蚀剂进行电子束光刻,在电子束抗蚀剂上绘制出宽度小于或等于100nm的线条图形;用反应离子刻蚀的方式进行刻蚀,将线条图形转移到Nb薄膜上,形成Nb纳米线条;清洗残留的电子束抗蚀剂,并在样品的表面旋涂光刻胶,通过深紫外曝光的方式在光刻胶上形成电极图形;生长电极。本发明克服了现有的Nb材料制备的SNSPD超导转变温度低,临界电流密度低,光响应波长短的难题。

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