單光子探測儀的材料

超導(dǎo)TES單光子探測器本質(zhì)上屬于熱探測器的一種。典型的熱探測器包括吸收能量的吸收體，測量溫度變化的溫度計(jì)，維持恒定溫度的熱沉，以及吸收體和熱沉之間的弱熱連接。如果能夠檢測光脈沖的到來，并進(jìn)行光子計(jì)數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)對微弱光信號的測量。測器的核心是由一層生長在硅襯底上、尺寸在20 m×20 m左右、厚度為幾十納米的超導(dǎo)薄膜。在薄膜的兩端施加恒定電壓，由于低溫下薄膜中電子與聲子之間的弱熱耦合作用，焦耳熱功率的存在使薄膜電子系統(tǒng)的溫度Te高于聲子系統(tǒng)的溫度Tp，這被稱為“熱電子”效應(yīng).作為單光子探測器使用時(shí)，超導(dǎo)薄膜中的電子系統(tǒng)同時(shí)承擔(dān)了熱探測器的吸收體和TES溫度計(jì)的雙重功能。由于薄膜中聲子系統(tǒng)與硅襯底之間較強(qiáng)的熱耦合作用，聲子系統(tǒng)的溫度等于硅襯底的溫度(Tp=Tb)，聲子系統(tǒng)充當(dāng)了熱探測器中的熱沉。薄膜電子系統(tǒng)和聲子系統(tǒng)之間的弱熱耦合構(gòu)成了熱探測器所需要的弱熱連接。

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單光子探測器如何發(fā)現(xiàn)千里之外的目標(biāo)

單光子探測器（SPD）是一種超低噪聲器件，增強(qiáng)的靈敏度使其能夠探測到光的很小能量量子——光子。單光子探測器可以對單個(gè)光子進(jìn)行探測和計(jì)數(shù)，在許多可獲得的信號強(qiáng)度僅為幾個(gè)光子能量級的新興應(yīng)用中，單光子探測器可以一展身手。

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單光子探測器

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單光子探測器作為一種的單光子探測器，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于量子信息、激光雷達(dá)、深空通信等領(lǐng)域，有力推動了相關(guān)領(lǐng)域的科技發(fā)展。但單光子探測系統(tǒng)極高的探測靈敏度，即使對F－22、B－2這樣的隱身飛機(jī)，作用距離也可達(dá)到幾百到幾千公里，可在極遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)隱身飛機(jī)，使其“無處遁形”。SNSPD器件主要有兩種光耦合方式，一種是垂直光耦合方式，光纖端面平行于SNSPD光敏面，光子垂直入射到納米線上，采用光學(xué)腔體或者反射鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光耦合。

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