高灵敏度的红外探测系统对于远距离探测有巨大的潜力,但光学系统内部的噪声会抑制探测系统的信噪比,从而降低探测灵敏度与探测距离.本文基于红外超导纳米线单光子探测器,设计了一个工作在中红外波段的光学系统,构建了红外光学系统自发...高灵敏度的红外探测系统对于远距离探测有巨大的潜力,但光学系统内部的噪声会抑制探测系统的信噪比,从而降低探测灵敏度与探测距离.本文基于红外超导纳米线单光子探测器,设计了一个工作在中红外波段的光学系统,构建了红外光学系统自发辐射计算模型,理论分析了红外光学系统的信噪比和噪声特性.首次提出了利用高性能超导单光子探测器精确表征红外光学系统的微弱背景辐射光信号,为优化设计红外系统提供了依据.并且基于超导单光子探测器的光子计数能力,研究了光学系统的背景辐射对红外探测系统性能的影响,并优化了光学系统的性能.实验结果表明,超导单光子探测器对于分析红外光学系统具有较高的灵敏度,最小可分辨移动距离为2.74×10^(-2)mm,在黑体温度为100℃时,光子计数率提高了6.4×10^(4)cps(1 cps=1 cycle per second),光学系统的耦合效率提升了97%;在黑体温度为102℃时,光子计数率提高了9.1×10^(4)cps,光学系统的耦合效率提升了114%,降低了杂散辐射对探测系统的影响,同等条件下系统信噪比提升2.7倍,对于超导红外探测系统的应用研究具有重要意义.展开更多
介绍和讨论低温和高温超导超薄材料的制备及超导特性,并和普通非超薄超导材料特性相比较。超薄超导材料可以用于制备超导单光子探测器(Supercon ducting Single Photon Detector,简称SSPD)和超导热电子测辐射热仪(Superconducting Hot E...介绍和讨论低温和高温超导超薄材料的制备及超导特性,并和普通非超薄超导材料特性相比较。超薄超导材料可以用于制备超导单光子探测器(Supercon ducting Single Photon Detector,简称SSPD)和超导热电子测辐射热仪(Superconducting Hot Electron Bolometer,简称SHEB)。详细分析并讨论其应用。展开更多
Research of superconducting nanowire singlephoton detectors(SNSPDs) has been progressing rapidly in recent years. The combined properties of high efficiency,low noise, and fast speed of SNSPDs permit its applications ...Research of superconducting nanowire singlephoton detectors(SNSPDs) has been progressing rapidly in recent years. The combined properties of high efficiency,low noise, and fast speed of SNSPDs permit its applications ranging from long-distance quantum teleportation to moonto-earth optical communications. Here we briefly discussed recent progress of SNSPDs, in particular(1) tungstensilicide SNSPDs,(2) waveguide-integrated SNSPDs, and(3) a few applied demonstrations.展开更多
文摘高灵敏度的红外探测系统对于远距离探测有巨大的潜力,但光学系统内部的噪声会抑制探测系统的信噪比,从而降低探测灵敏度与探测距离.本文基于红外超导纳米线单光子探测器,设计了一个工作在中红外波段的光学系统,构建了红外光学系统自发辐射计算模型,理论分析了红外光学系统的信噪比和噪声特性.首次提出了利用高性能超导单光子探测器精确表征红外光学系统的微弱背景辐射光信号,为优化设计红外系统提供了依据.并且基于超导单光子探测器的光子计数能力,研究了光学系统的背景辐射对红外探测系统性能的影响,并优化了光学系统的性能.实验结果表明,超导单光子探测器对于分析红外光学系统具有较高的灵敏度,最小可分辨移动距离为2.74×10^(-2)mm,在黑体温度为100℃时,光子计数率提高了6.4×10^(4)cps(1 cps=1 cycle per second),光学系统的耦合效率提升了97%;在黑体温度为102℃时,光子计数率提高了9.1×10^(4)cps,光学系统的耦合效率提升了114%,降低了杂散辐射对探测系统的影响,同等条件下系统信噪比提升2.7倍,对于超导红外探测系统的应用研究具有重要意义.
文摘介绍和讨论低温和高温超导超薄材料的制备及超导特性,并和普通非超薄超导材料特性相比较。超薄超导材料可以用于制备超导单光子探测器(Supercon ducting Single Photon Detector,简称SSPD)和超导热电子测辐射热仪(Superconducting Hot Electron Bolometer,简称SHEB)。详细分析并讨论其应用。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(61505141 and 11527808)the National Thousand Talents Plan for Young Professionals
文摘Research of superconducting nanowire singlephoton detectors(SNSPDs) has been progressing rapidly in recent years. The combined properties of high efficiency,low noise, and fast speed of SNSPDs permit its applications ranging from long-distance quantum teleportation to moonto-earth optical communications. Here we briefly discussed recent progress of SNSPDs, in particular(1) tungstensilicide SNSPDs,(2) waveguide-integrated SNSPDs, and(3) a few applied demonstrations.
