【摘 要】
：
超导纳米线单光子探测器(Superconducting nanowire single-photon detector,SNSPD)是一种新型的单光子探测器,具有高探测效率、低暗计数、高探测速率、低时间抖动等特征.相比于传统半导体探测器,已在远距离量子密钥分发、激光星地通讯、单光子成像、生物荧光探测等众多前沿研究领域中表现出卓越的性能优势.本文,面向卫星激光测距应用,我们综合考虑纳米线尺寸对光子响
【机 构】
：
中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050 中国科学院上海天文台,上海200050
论文部分内容阅读
超导纳米线单光子探测器(Superconducting nanowire single-photon detector,SNSPD)是一种新型的单光子探测器,具有高探测效率、低暗计数、高探测速率、低时间抖动等特征.相比于传统半导体探测器,已在远距离量子密钥分发、激光星地通讯、单光子成像、生物荧光探测等众多前沿研究领域中表现出卓越的性能优势.本文,面向卫星激光测距应用,我们综合考虑纳米线尺寸对光子响应效率、探测速度以及暗计数的影响,设计并制备50微米多模光纤耦合的SNSPD.实现了暗计数小于1Hz时,探测效率75％的532nm单光子探测系统.基于该探测系统,实现了1450km处,探测精度约8mm的卫星激光测距应用.
其他文献
基于NbN薄膜的约瑟夫森结具有超导转变温度高、能隙大等特点,有希望在超导超导电子学应用中替代Nb/AlOx/Nb约瑟夫森结.但是目前制备高质量的NbN结仅局限于MgO衬底,而电子学应用要求在各种衬底上制备高质量NbN约瑟夫森结.其中,Si衬底上制备NbN约瑟夫森结是器件应用的重要需求之一.我们通过引入TiN薄膜作为缓冲层,在Si (100)衬底上实现了高质量NbN/AlN/NbN约瑟夫森结制备.X
科学研究对于纳米系统需要更灵敏的测量,如自旋电子学、量子计算,纳米磁性材料研究等,随着微米级SQUID(超导量子干涉器件)的出现以及制备工艺的改进,具有高自旋灵敏度的nano-SQUID越来越引起广泛注意.我们的研究首先通过电子束曝光技术在10nm Nb膜上描画出nanoSQUID器件图形,然后通过剥离工艺和反应离子刻蚀技术去除非器件部分Nb膜,从而成功制备了超薄直流nano-SQUID,其环面积
Nb/Al-AlOx/Nb隧道结是目前应用最广泛的超导约瑟夫森结之一.本文采用SNEAP(Selective Niobium Etch and Anodization Process)工艺流程,利用直流磁控溅射、反应离子刻蚀、阳极氧化、剥离、光刻等微加工工艺成功制备了质量稳定的Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结.通过控制绝缘势垒层的氧化条件实现了临界电流的可调性,临界电流密度(Jc)在几十A/c
超导限流-储能系统集储能和限流功能于一身，能同时提高新能源发电功率输出的稳定性和低电压穿越能力。本文主要介绍了基于集成超导储能-限流系统的电网及变流器部分在线测控系统的研发，通过精准测量，实现数据采集和状态显示、系统各部件的运行参数设置与控制、趋势分析和预警处理、报警处理、事故追忆等功能。
随着高温超导带材技术的进步，获得25T以上的极高磁场成为现实，目前世界范围内多家研究机构开展开了25T以上的高场磁体研究，但是25T以上高场磁体的相关技术工艺还有待完善。本文基于中国科学院电工研究所设计建造的一台25T全超导磁体系统，介绍了YBCO内插磁体设计建造过程中的工艺技术研究、应力分析、临界电流分析、失超保护、接头工艺等方面的内容，对设计建造过程中遇到的问题进行了分析说明，并对低温测试结果
高梯度超导磁选机的研制,主要针对国内微细粒矿物的选别,如高岭土、长石等.目前所研制的多个型号产品,其中心场强达5～5.5T,温孔最大可达Φ500mm,线圈采用液氦浸泡的冷却方式,通过一台制冷机,实现液氦的闭式循环,即对外零挥发.分选部分采用2个分选罐,交替的从磁场中移进和移出,减少了无分选作业时间.现已完成了7台超导磁选机的研制及总体调试,其中的2台,已经在用户现场连续运行了1年以上,本文将详述其
由于超导单光子探测器在光量子领域的应用，使得其成为近年研究热点.本文通过溅射与剥离的方法制备了超薄Nb/Al超导纳米线单光子探测器.并且采用了谐振腔结构增加光耦合效率.为了测试其光电性能，搭建了可靠而稳定的低温测试系统，采用带有激光准直器的光耦合结构和封装方法，在500mK的低温下，表征SNSPD的直流特性，得到了单光子响应脉冲和1550nm波长的探测效率.研究发现探测效率和暗计数随着偏置电流的增
低阻覆盖区探测是瞬变电磁勘探的难点和技术前沿,传统的感应线圈接收受灵敏度和频率特性的制约,低阻覆盖区探测效果有限.基于低温超导量子干涉器件(SQUID)的传感器具有磁场噪声水平低(fT量级),带宽大,灵敏度不随频率变化以及直接测量磁场等特点和优势,适合瞬变电磁(TEM)应用.与传统的空心线圈接收相比,超导接收的晚期信号信噪比高,探测深度显著增大.本文基于欠阻尼低温SQUID和单片低噪声直读电路构建
超导单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器技术,具有灵敏度高、暗计数低、时间抖动小、重复速率高等特点.SNSPD探测区域为蜿蜒结构的超导纳米线,覆盖面积仅10微米量级,限制了其在空间光子探测领域的应用.我们研制了光束压缩器件和系统,获得了多模光纤耦合超导单光子探测器系统.与此同时,我们将该多模光纤耦合系统应用到激光测距系统,成功实现了合作目标和漫反射目标测量.在激光测距波段1064nm,
Superconducting quantum circuits are excellent artificial atoms which can be conveniently controlled and manipulated.In addition to the most reported quantum two-level (qubits) systems, the multi-leve