宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110346040A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201810288158.1(22)申请日2018.04.03(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人侯昕彤尤立星李浩王镇(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.G01J1/42(2006.01)B82Y15/00(2011.01)B82Y20/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器及其制备方法(57)摘要本发明提供一种宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器及其制备方法，包括：衬底；超导纳米线，位于衬底的表面；超导纳米线包括若干个平行间隔排布的直线部及位于相邻直线部之间以将各直线部依次首尾连接成曲折蜿蜒状的连接部；直线部的长度介于100μm~200μm；微纳光纤，位于衬底上，且横跨超导纳米线；光学胶，位于衬底上，且固化包覆于超导纳米线及所述微纳光纤的外围；光学胶具有预设折射率范围，以防止微纳光纤中的入射光泄露至光学胶及衬底。本发明的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器可以实现对从可见光到近红外光较大范围波长的光均具有较高光吸收率，具有探测波长范围广、探测效率高及结构简单等优点。CN110346040ACN110346040A权利要求书1/2页1.一种宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器包括：衬底；超导纳米线，位于所述衬底的表面；所述超导纳米线包括若干个平行间隔排布的直线部及位于相邻所述直线部之间以将各所述直线部依次首尾连接成曲折蜿蜒状的连接部；其中，所述直线部的长度介于100μm～200μm；微纳光纤，位于所述衬底上，且横跨所述超导纳米线；光学胶，位于所述衬底上，且固化包覆于所述超导纳米线及所述微纳光纤的外围；所述光学胶具有预设折射率范围，以防止所述微纳光纤中的入射光泄露至所述光学胶及所述衬底。2.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述衬底包括MgF2衬底。3.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述超导纳米线自所述微纳光纤的一侧延伸至所述微纳光纤的另一侧。4.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述超导纳米线的直线部与所述微纳光纤相平行。5.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述微纳光纤的下表面与所述超导纳米线的上表面相接触。6.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述微纳光纤经由单模光纤拉制而成；所述宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器还包括单模光纤及过渡光纤，其中，所述过渡光纤一端与所述单模光纤一端相连接，另一端与所述微纳光纤相连接；所述过渡光纤经由所述单模光纤拉制而成，所述过渡光纤的直径自所述单模光纤相连的一端向与所述微纳光纤相连接的一端逐渐减小。7.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述光学胶材料的成分包括丙烯酸氟树脂。8.根据权利要求1所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，其特征在于：所述宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器还包括两电极，一所述电极经由一所述连接部与位于最外侧的一所述超导纳米线的自由端一端相连接，另一所述电极经由另一所述连接部与位于最外侧的另一所述超导纳米线的自由端相连接。9.一种宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器制备方法包括如下步骤：1)提供一衬底；2)于所述衬底的表面形成超导纳米线；所述超导纳米线包括若干个平行间隔排布的直线部及位于相邻所述直线部之间以将各所述直线部依次首尾连接成曲折蜿蜒状的连接部；其中，所述直线部的长度介于100μm～200μm；3)于所述衬底上形成微纳光纤，所述微纳光纤横跨所述超导纳米线；4)依据所述微纳光纤的直径、所述微纳光纤的材料、所述衬底的材料及入射光的波长和模式得到所需光学胶的折射率范围；5)于所述衬底上形成具有上述折射率范围的光学胶，所述光学胶固化包覆于所述超导2CN110346040A权利要求书2/2页纳米线及所述微纳光纤的外围。10.根据权利要求9所述的宽谱微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的制备方法，其特征在于：步骤2)与步骤3)之间还包括如下步骤：于所述衬底表面形成一对电极，一所述电极与所述超导纳