[發明專利]一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計

有效

• 申請號: 201910216756.2
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN110057446B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 胡小龍;鄒鍇;孟赟;馮芃軼;胡南;許亮;蘭瀟健
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，所述光功率計包括：光子超導集成回路探測器，所述光子超導集成回路探測器由超導納米線陣列與光波導組成，

超導納米線陣列位于光波導一側，超導納米線陣列中的每一個納米線與光波導的間隔距離不同，沿光在光波導中的傳播方向，每一個納米線與光波導的間隔距離逐漸縮小。

2.根據權利要求1所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，

工作在SNSPD光子計數模式時，光功率計還包括：單模光纖、光纖聚焦器、閉循環制冷機、同軸電纜、低噪聲放大器、低噪聲直流電壓源、T型偏置器、以及脈沖計數器；

單模光纖與光纖聚焦器連接；低噪聲直流電壓源與T型偏置器的直流端口相連；T型偏置器的直流端口通過同軸電纜與閉循環制冷機連接；T型偏置器的射頻端口與2個低噪聲放大器連接后，再與脈沖計數器連接。

3.根據權利要求1所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，

工作在基于超導納米線的臨界電流隨著光功率的增大逐漸減小的單調關系模式時，光功率計還包括：單模光纖、光纖聚焦器、閉循環制冷機、同軸電纜、低噪聲直流電壓源、電壓/電流源表；

單模光纖與光纖聚焦器連接；低噪聲直流電壓源與同軸電纜的三通轉接頭的一端連接，三通轉接頭的另一端與閉循環制冷機連接；三通轉接頭的第三端與電壓/電流源表相連。

4.根據權利要求1所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，

根據超導納米線所在位置的光強，再通過光波導的歸一化光強曲線計算得到輸入光波導的光功率；

再通過光纖聚焦器與光波導的耦合效率計算得到待測光的總光功率值。

5.根據權利要求1所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，工作在SNSPD光子計數模式時，需要校準的參數如下：

不同波長下光纖聚焦器與光波導的耦合效率、光波導的歸一化光強曲線、確定偏置電流下SNSPD不同波長所對應的效率。

6.根據權利要求3所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，在所述單調關系模式時，需要校準的參數如下：

不同波長下光纖聚焦器與光波導的耦合效率、光波導的歸一化光強曲線、超導納米線臨界電流隨光功率變化曲線。

7.根據權利要求1所述的一種具有寬光譜范圍和大量程范圍的光功率計，其特征在于，所述光子超導集成回路探測器的制備方法包括：

通過電子束曝光將波導圖形轉移到電子束曝光膠上，利用電子束曝光膠作為掩模，用反應離子束刻蝕波導圖形；

用磁控濺射的方式在光波導及波導襯底上濺射一層氮化鈦鈮材料；

通過電子束曝光納米線圖形轉移到電子束曝光膠上，利用電子束曝光膠作為掩模，用反應離子束刻蝕納米線圖形；

通過光刻-電子束蒸發-剝離，在超導薄膜上沉積與納米線圖形對準的電學連接電極。