可实现光子数分辨的串联超导纳米线探测器.pdf

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3、超导纳米线单光子探测器（ＳＮＳＰＤ）具备超高灵敏度、超低暗计数等优点，在可见光到红外光波段显示出优异的单光子探测能为。但是，传统的ＳＮＳＰＤ通常工作在非线性模式，不具备光子数分辨的能力。然而，在线性光学、量子计算等许多领域，通常还要求探测器能够对入射的光子数进行分辨。目前，基于ＳＮＳＰＤ实现光子数分辨有兰种方案，即ＳＮＳＰ化阵列、并联超导纳米线探测器（ＰＮＤ）和串联超导納米线探测器（ＳＮＤ）。但是ＳＮＳＰＤｓ阵列，ＰＮＤ存在电流重新分配的问题要求规模庞大的读出电路，而ＳＮＤ的读出电路，，简单，而

4、且没有电流重新分配的问题理论上能够分辨大量光子数同时获得较高的系统效率，优势明显。因此，ＳＮＤ探测器是我们研究的核也内容。本论文围绕可实现光子数分辨的ＳＮＤ探测器展开，详细分析了ＳＮＤ探测器、６６的电热原理，并且设计制备和测量了像元ＳＮＤ探测器，即个纳米线单元一民：串联，每个纳米线单元两端并联个电阻Ｐ。主要成果为第一ＳＮＤＮｂＮ，优化了探测器的制备工艺。详细介绍了薄膜、超导纳米线、金电极、ＮｂＮ刻蚀掩膜、铁电阻和光学谐振腔的制备等六个工艺步骤和条件。与现有的ＳＮＤ探测器的制备工艺相比，这

5、套工艺流程中只有超导纳米线需要使用电子束曝光，其余结构均可通过光刻实现，有利于保护纳米线的均匀性，降低微加工工艺难度，同时减少电子束曝光的次数和时间也能够降低探测器的制备成本。第二，成功制备出了能够实现光子数分辨的６像元ＳＮＤ探测器。调节入射光功率，可Ｗ观察到６个不同幅度的光响应脉冲，并能分辨出６个光响应脉冲的一０直工作在．９，闕值电压，，化处。此外在实验测量过程中该探测器能够没有电流重新分配问题，还。调节入射光功率能够观察到系统效率随光功率增加而压缩的现象。第三，设计了可同时实现位置分辨和

6、数目分辨的６像元ＳＮＤ探测器的结构。Ｉ通过改变各个并联电阻Ｒｐ的阻值，可在分辨光子数的同时实现光子的位置分辨。改变并联电阻的阻值时，保持银电阻的薄膜厚度相同，只需改变电阻的长宽比Ｗ６－１／４３１２１２４２满足；／８：／；；：的比例关系，理论上就能够实现６个入射光子和＝ｂ１６３种空间位置的分辨。在微加工工艺中，只需要修改ＮＮ刻蚀掩膜和铁电阻的光刻掩膜版就能制备出可同时实现位置分辨和数目分辨的６像元ＳＮＤ探测器。，位畳分辨，关键词：光子数分辨，串联超导纳米线探测器并联电阻ＩＩ

7、南京大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸ＴＨＥＳＰｈ－－ＮＩＳ：ｏｔｏｎＮｕｍｂｅｒ民ｅｓｏｌｖｉｎｇＢａｓｅｄ０打ａＳｅｒｉｅｓＳｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎａｎｏｗｉｒｅｐｇＤｅｔｅｃｔｏｒＳＰＥＣＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ：ＲａｄｉｏＰｈｙｓｉｃｓＰＯＳＴＧＲＡＤＵＡＴＥＬｉ：ｉｍｎＺｈａｏＭＥＮＴＯＲＰｒｏ：ｆＬｉｎＫａｎｇＳｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉ打ｎａｎｏｗｉｒｅｓｉｎｌｅｈｏｔｏ打ｄｅｌｅｔｅｒＳＮＳＰＤｉｓａｎｏｖｅｌａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｇｇｐ

8、（）化－－ｓｉｎｌｅｈｏ１ｔｔｓｔｔｔｔｒｇｐ；ｏｎｄｅｅｃｒｆｏｒｉａｄｖａｎａｇｅｓｏｆｕｈｒａｈｉｇｈｓｅｎｓｉｉｖｉｙａｎｄｕｌａｌｏｗｄａｒｋｎｔｒａｔｉｉ－ｃｏｕｅｓｎｉａｎｄｉｎｒａｒｅｌｅ打ｔｓｉｔｉｕｓｅｄｉｍａｎｉｉｖｓｂｌｅｎｅａｒｆｄ