超导转变边沿单光子探测器研究进展

单光子探测技术作为推动前沿科技发展的重要支撑技术之一,在核物理学中微子观测、绿色荧光蛋白检测、用于生物成像的超高分辨率显微镜以及量子信息通信等领域中均发挥着重要作用。因此,更高性能单光子探测器的研制一直受到极大关注。与传统单光子探测器相比,超导转变边沿单光子探测器在量子效率、暗计数、能量分辨和光子数分辨等方面提供了更加卓越的性能。本文从超导转变边沿单光子探测器的工作原理、性能测试系统、主要性能及研究进展等方面进行了简要综述,对该探测器未来的研究具有重要的参考意义。

超导转变边沿单光子探测器原理与研究进展

量子信息技术近十多年来的快速发展对单光子探测器的性能提出了更高的要求,高性能单光子探测器也因此受到了更多的关注.与传统的单光子探测器相比,超导转变边沿(TES)单光子探测器在探测效率、能量分辨、光子数分辨和暗计数等方面具有突出优势.目前,超导TES单光子探测器已经被成功地应用在量子光学实验和量子密钥分配系统中,未来在量子信息技术等研究领域具有更广泛的应用.本文从超导TES单光子探测器的工作原理、制备流程、测试系统、主要性能指标以及研究现状和进展等方面对该探测器技术进行简要综述.

具有Washer型输入线圈的超导量子干涉放大器的制备与表征

超导量子干涉仪(SQUID)放大器具有低输入阻抗、低噪声、低功耗等优点,目前被广泛用于微弱信号的检测领域.与其他工艺相比,Nb/Al-Al Ox/Nb结构的约瑟夫森结具有相对较高的转变温度(Tc)、高的磁通电压调制系数以及良好的热循环能力、较宽的临界电流范围,因此是制备SQUID放大器的很好选择.设计并制作了欠阻尼、过阻尼约瑟夫森结以及具有Washer型输入线圈的单SQUID放大器,通过在He3制冷机3 K温区下对器件电流-电压特性进行测量,得到良好的结I-V特性曲线、SQUID调制特性,初步实现利用SQUID进行放大作用,并计算了SQUID的电流分辨率.此项工作对于超导转变边沿传感器读出电路的实现具有重要的意义.