[發明專利]大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器

在審

• 申請號: 201810289843.6
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN110350077A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 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: H01L39/02
• 分類號: H01L39/02;H01L39/12;H01L39/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種大偏振消光比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；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，以使得所述微納光纖內的入射光中TM模式的入射光被截止，而TE模式的入射光被允許通過。本發明的探測器對TE模式的入射光的吸收率遠大于TM模式，因此對TE模式入射光的探測效率也會遠大于TM模式，從而使其具有較大的偏振消光比；此外，本發明的探測器無需光柵濾光，結構簡單、制備工藝簡潔、入射光損耗小及探測效率高等優點。

技術領域

本發明屬于探測技術領域，特別是涉及一種大偏振小廣比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器。

背景技術

光波電矢量振動的空間分布對于光的傳播方向失去對稱性的現象叫做光的偏振。它是一種光的橫波的振動矢量(垂直于波的傳播方向)偏于某些方向的現象。紅外光具有顯著的偏振特性。當紅外光與目標物體相互作用后，散射光中會包含帶有目標物體自身特征的偏振信息，這些信息可以為我們清楚的表明物體材料、表面粗糙度、含水量等特性。根據偏振度的差異性，就可以利用紅外偏振成像技術將三者明顯區別開來。又因為測量中只需要編碼偏振度的輻射值之比，無需再進行準確的光波輻射量校準，因此相比傳統紅外成像，紅外偏振成像測量精度更高。利用這些特性，紅外光偏振可應用于大氣遙感、軍事偵查、天體研究和生物醫療等領域。

傳統的光探測器探測的都是入射光的強度，不具有直接探測光波偏振度的能力。通常的測量方法是采用旋轉偏振片的方式或者在探測器上集成面陣微納光柵結構，但是這種方法不利于對快速移動物體的探測，且制備工藝較復雜。

超導納米線單光子探測器(SNSPD)由于其曲折蜿蜒的結構，天生就具備偏振敏感的特性。目前用傳統垂直對光方法制備得到的器件偏振消光比(水平偏振光吸收率與豎直偏振光吸收率比值)比可達22，但仍然存在很大的提升空間；同時，傳統垂直對光方法制備得到的器件仍然存在結構復雜、制備工藝繁瑣、入射光損耗大及探測效率低等問題。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出了一種簡單容易實現、穩定性好、可移植性強的大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，用于解決現有技術中的探測器存在的偏振消光比有限、結構復雜、制備工藝繁瑣、入射光損耗大及探測效率低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器，所述大偏振消光比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；

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，以使得所述微納光纖內的入射光中TM模式的入射光被截止，TE模式的入射光被允許通過。

作為本發明的大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的一種優選方案，所述襯底包括MgF₂襯底。

作為本發明的大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的一種優選方案，所述超導納米線呈曲折蜿蜒狀，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。

作為本發明的大偏振消光比微納光纖耦合超導納米線單光子探測器的一種優選方案，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。