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  • 集成3D打印編碼濾波器的超導單光子光譜儀

    作者:佚名 來源:上海微系統與信息技術研究所 時間:2022-10-20 17:13 閱讀:117 [投稿]
    結合超導納米線單光子探測技術、雙光子3D打印編碼濾波技術、計算重構技術等實現單光子計數型光譜分析儀。

    近日,中國科學院上海微系統與信息技術研究所尤立星/李浩團隊、陶虎團隊,聯合上海交通大學王增琦團隊,結合超導納米線單光子探測技術、雙光子3D打印編碼濾波技術、計算重構技術等實現單光子計數型光譜分析儀。相關成果以Superconducting Single-Photon Spectrometer with 3D-Printed Photonic-Crystal Filters為題,在線發表在ACS Photonics上,并被選為當期副封面論文。

    光譜作為物質的指紋,是人類認知世界的有效手段,在科學研究、生物醫藥等領域已有了較為普遍的應用。目前,單光子源表征、熒光探測、分子動力學、電子精細結構等領域的光譜測量已達到量子水平,例如,生物、化學和納米材料領域需要對單個原子、分子、雜質等微弱光譜進行探測分析。這些光譜覆蓋范圍廣、強度弱,因而對寬譜、高靈敏度、高分辨率的光譜探測器存在迫切需求。傳統的半導體探測器如光電倍增管(PMT)、雪崩二極管(SPAD)等雖然實現了單光子靈敏度的探測,但存在近紅外探測效率低、噪聲大、探測譜寬有限等問題。近年來,快速發展起來的超導納米線單光子探測器(SNSPD)因高效率(>90%)、低暗計數(<0.1cps)、低抖動(~3ps )、寬譜(可見~紅外)的優異性能,在眾多領域得到應用。將SNSPD集成到光譜分析儀中,不僅能夠實現極弱光的光譜測量,而且具備非常寬的工作范圍,在量子信息技術、天文光譜、分子光譜等領域具有重要的應用價值。 

    圖1.集成3D-打印濾波器的超導單光子光譜儀概念圖

    圖2.器件結構及工作原理示意圖 

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