面向CMB偏振实验的220 GHz钛超导TES探测器技术研究

高灵敏度超导相变边缘探测器(Transition Edge Sensor,TES)在宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)辐射B模偏振探测方面具有重要的应用前景。本文设计并制备了220 GHz频段8×8像元的天线耦合钛超导TES探测器,实验表征了刻蚀前钛超导TES探测器的低温热导和噪声特性。实验结果显示,钛超导TES探测器低温电声相互作用主导热导约为485.4 pW/K,同时钛超导TES探测器噪声等效功率优于5×10^(-17)W/Hz^(0.5)。原理上,钛超导TES探测器热导在刻蚀后会进一步减小,理论计算出刻蚀后钛超导TES探测器的热导约为38 pW/K,同时,其热起伏等效噪声功率理论值约为9.2×10^(-18)W/Hz^(0.5),因此,钛超导TES探测器在刻蚀后的噪声等效功率性能会进一步提升。

高性能单光子探测技术研究进展

"高性能单光子探测技术"项目针对光量子信息和量子调控,特别是广域量子通信网络对高性能单光子探测器(SPD)的需求,开展超导纳米线单光子探测器(SNSPD)、超导相变边缘单光子探测器(TES)、InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)以及上转换单光子探测器(UCD)研究。项目于2017年7月立项,项目执行期为5年,共包括4个课题。项目各课题研究工作正在按照计划有序推进,已顺利完成中期既定的任务和目标。SNSPD器件和APD及UCD等单光子探测器件性能已取得部分突破;特别是高效率SNSPD和小型化InGaAs/InP APD方面成果已经达到了国际领先水平。通过和专项其他项目承担单位合作,在应用演示方面取得了量子通信、光量子模拟、量子随机数和贝尔不等式验证等多项重大应用成果。部分器件指标及应用演示成果提前达到了项目结题考核指标。