[發明專利]寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810288158.1
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN110346040B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 侯昕彤;尤立星;李浩;王鎮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;B82Y15/00;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

1.一種寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于，所述寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器包括：

襯底；

超導納米線，位于所述襯底的表面；所述超導納米線包括若干個平行間隔排布的直線部及位于相鄰所述直線部之間以將各所述直線部依次首尾連接成曲折蜿蜒狀的連接部；其中，所述直線部的長度介于100μm～200μm；

微納光纖，位于所述襯底上，且橫跨所述超導納米線；

光學膠，位于所述襯底上，且固化包覆于所述超導納米線及所述微納光纖的外圍；所述光學膠具有預設折射率范圍，以防止所述微納光纖中的入射光泄露至所述光學膠及所述襯底。

2.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述襯底包括MgF₂襯底。

3.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述超導納米線自所述微納光纖的一側延伸至所述微納光纖的另一側。

4.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述超導納米線的直線部與所述微納光纖相平行。

5.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述微納光纖的下表面與所述超導納米線的上表面相接觸。

6.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述微納光纖經由單模光纖拉制而成；所述寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器還包括單模光纖及過渡光纖，其中，所述過渡光纖一端與所述單模光纖一端相連接，另一端與所述微納光纖相連接；所述過渡光纖經由所述單模光纖拉制而成，所述過渡光纖的直徑自所述單模光纖相連的一端向與所述微納光纖相連接的一端逐漸減小。

7.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述光學膠材料的成分包括丙烯酸氟樹脂。

8.根據權利要求1所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，其特征在于：所述寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器還包括兩電極，一所述電極經由一所述連接部與位于最外側的一所述超導納米線的自由端一端相連接，另一所述電極經由另一所述連接部與位于最外側的另一所述超導納米線的自由端相連接。

9.一種寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，所述寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器制備方法包括如下步驟：

1)提供一襯底；

2)于所述襯底的表面形成超導納米線；所述超導納米線包括若干個平行間隔排布的直線部及位于相鄰所述直線部之間以將各所述直線部依次首尾連接成曲折蜿蜒狀的連接部；其中，所述直線部的長度介于100μm～200μm；

3)于所述襯底上形成微納光纖，所述微納光纖橫跨所述超導納米線；

4)依據所述微納光纖的直徑、所述微納光纖的材料、所述襯底的材料及入射光的波長和模式得到所需光學膠的折射率范圍；

5)于所述襯底上形成具有上述折射率范圍的光學膠，所述光學膠固化包覆于所述超導納米線及所述微納光纖的外圍。

10.根據權利要求9所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于：步驟2)與步驟3)之間還包括如下步驟：于所述襯底表面形成一對電極，一所述電極與所述超導納米線的一端相連接，另一所述電極與所述超導納米線的另一端相連接。

11.根據權利要求9所述的寬譜微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于：步驟4)中，使用COMSOL Multiphysics仿真系統依據所述微納光纖的直徑、所述微納光纖的材料、所述襯底的材料及入射光的模式得到所需光學膠的折射率范圍。