降低納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件，包括步驟：于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器；其中，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光觸發(fā)的暗計數(shù)。所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括：襯底，其上下表面分別結(jié)合上抗反射層和下抗反射層；光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)；超導(dǎo)納米線；以及反射鏡。本發(fā)明操作簡單，僅需在超導(dǎo)納米線單光子探測器件（SNSPD）的襯底上集成多層薄膜濾波器，將非信號輻射過濾掉，該方法可以在保證信號輻射和器件的光耦合效率的同時，有效降低非本征暗計數(shù)，從而提高器件在特定暗計數(shù)條件下的探測效率。
【專利說明】 降低納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光探測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件。
【背景技術(shù)】
[0002]超導(dǎo)納米線單光子探測器件(SuperconductingNanowire Single PhotonDetector, SNSPD)是一種重要的光探測器，可以實現(xiàn)從可見光到紅外波段的單光子探測。SNSPD主要采用低溫超導(dǎo)超薄薄膜材料，比如NbN、Nb、TaN、NbTiN, WSi等。典型厚度約為5-10nm,器件通常采用IOOnm左右寬度的曲折納米線結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括上下表面均具有抗反射層的襯底20?40、光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50、超導(dǎo)納米線60、以及反射鏡70等。
[0003]SNSF1D工作時置于低溫環(huán)境中(〈4K),器件處于超導(dǎo)態(tài),并加以一定的偏置電流Ib，Ib略小于器件臨界電流I。。當(dāng)單個光子入射到器件中的納米線條上時，會拆散庫珀對，形成大量的熱電子，從而形成局域熱點，熱點在偏置電流Ib的作用下由于焦耳熱進(jìn)行擴散，最終使得納米線條局部失超形成有阻區(qū)。之后熱電子能量通過電聲子相互作用傳遞并弛豫，再重新配對成超導(dǎo)態(tài)的庫珀對。由于超導(dǎo)材料的熱弛豫時間很短，因此當(dāng)SNSro接收到單個光子后，就會在器件兩端產(chǎn)生一個快速的電脈沖信號，從而實現(xiàn)單光子的探測功能。
[0004]暗計數(shù)是單光子探測器的主要參數(shù)之一。它是指與信號光子無關(guān)的錯誤計數(shù)。SNSro暗計數(shù)的來源包括兩個方面。一個是SNSro納米線磁通渦旋運動引起的暗計數(shù)，這部分被稱為本征暗計數(shù)。本征暗計數(shù)和器件工作電流有關(guān)，僅在工作電流非常接近臨界電流時才產(chǎn)生，且計數(shù)率和偏置電流呈指數(shù)關(guān)系。其它非信號光子觸發(fā)的SNSro計數(shù)被統(tǒng)稱非本征暗計數(shù)。包括以下幾個可能:(1)光纖材料本身的熱輻射引入的暗計數(shù)；(2)SNSro在工作時，工作環(huán)境各種光(熱)福射會有少量透過光纖包覆層進(jìn)入光纖作為雜散光觸發(fā)SNSPD計數(shù)。非本征暗計數(shù)可等效為一定量的光子輻射，其引入的暗計數(shù)和探測器的探測效率成正比。暗計數(shù)對于很多單光子探測應(yīng)用至關(guān)重要。特別是對于長距離光纖量子通信來說，暗計數(shù)的水平，是決定其成碼信噪比以及通信距離的關(guān)鍵參數(shù)。目前尚沒有根本解決本征暗計數(shù)的有效辦法，通常采用降低SNSro偏置電流的手段。在這種條件下，非本征暗計數(shù)就起到了決定性的影響。日本Shibata等人提出了低溫下在光纖中引入光纖濾波器的方法，可以有效的降低非本征暗計數(shù)。但是同時也對信號光產(chǎn)生了明顯的衰減(約3dB)，直接影響了器件的探測效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于非本征暗計數(shù)而導(dǎo)致納米線單光子探測器件性能下降的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器 件非本征暗計數(shù)的方法，包括步驟:
[0007]于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器；
[0008]其中，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
[0009]作為本發(fā)明的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法的一種優(yōu)選方案，所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光觸發(fā)的暗計數(shù)。
[0010]作為本發(fā)明的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法的一種優(yōu)選方案，所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:
[0011]襯底，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器表面，所述襯底的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層及下抗反射層；
[0012]光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層表面；
[0013]超導(dǎo)納米線，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)之間；
[0014]反射鏡，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)表面。
[0015]進(jìn)一步地，所述襯底為硅襯底、MgO襯底或藍(lán)寶石襯底，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述上抗反射層、下抗反射層的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線的材料為NbN、Nb、TaN、NbTiN或WSi，所述反射鏡的材料為Ag、Au或Al等。
[0016]作為本發(fā)明的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法的一種優(yōu)選方案，所述多層薄膜濾波器包括交替層疊的二氧化硅層及硅層、交替層疊的一氧化硅層及硅層或交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。
[0017]本發(fā)明還提供一種集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，包括:
[0018]超導(dǎo)納米線單光子探測器件；
[0019]多層薄膜濾波器，集成于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
[0020]作為本發(fā)明的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的一種優(yōu)選方案，所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:
[0021]襯底，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器表面，所述襯底的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層及下抗反射層；
[0022]光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層表面；
[0023]超導(dǎo)納米線，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)之間；
[0024]反射鏡，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)表面。
[0025]作為本發(fā)明的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的一種優(yōu)選方案，所述襯底為硅襯底、MgO襯底、藍(lán)寶石襯底，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述上抗反射層、下抗反射層的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線的材料為NbN、Nb、TaN、NbTiN或WSi，所述反射鏡的材料為Ag、Au或Al等。
[0026]作為本發(fā)明的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的一種優(yōu)選方案，所述多層薄膜濾波器包括交替層疊的二氧化硅層及硅層、交替層疊的一氧化硅層及硅層、及交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。
[0027]如上所述，本發(fā)明提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件，包括步驟:于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器；其中，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光觸發(fā)的暗計數(shù)。所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:襯底，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器表面，所述襯底的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層及下抗反射層；光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層表面；超導(dǎo)納米線，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)之間；反射鏡，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)表面。本發(fā)明操作簡單，僅需在超導(dǎo)納米線單光子探測器件(SNSPD)的襯底上集成多層薄膜濾波器，將非信號輻射過濾掉，該方法可以在保證信號輻射和器件的光耦合效率的同時，有效降低非本征暗計數(shù)，從而提高器件在特定暗計數(shù)條件下的探測效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1顯示為現(xiàn)有的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2顯示為本發(fā)明的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3顯示為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的SNSPD (normal structure)及本發(fā)明的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的SNSPD (filter)理論上的波長-耦合效率曲線圖，其中，圖中的插圖為1550nm波長處的放大圖。
[0031]圖4顯示為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的SNSPD (normal structure)及本發(fā)明具有多層薄膜濾波器的SNSPD (filter)實際測試中的波長-透射率曲線圖，其中，圖中的插圖為1550nm波長處的放大圖。
[0032]圖5為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)SNSF1D器件(normal structure)的偏置電流_ I禹合效率以及偏置電流-暗計數(shù)示意圖。
[0033]圖6為本實施例的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的偏置電流-耦合效率以及偏置電流-暗計數(shù)示意圖圖。
[0034]元件標(biāo)號說明
[0035]10 多層薄膜濾波器
[0036]101 二氧化硅層
[0037]102 硅層
[0038]20 襯底
[0039]30 下抗反射層
[0040]40 上抗反射層
[0041]50 光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)
[0042]60 超導(dǎo)納米線
[0043]70 反射鏡
【具體實施方式】
[0044]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。[0045]請參閱圖1?圖6。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0046]如圖1?2所示，本實施例提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，包括步驟:
[0047]于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器10 ；
[0048]其中，所述多層薄膜濾波器10為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
[0049]作為示例，所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光等原因所觸發(fā)的暗計數(shù)。
[0050]作為示例，所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:
[0051]襯底20，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器10表面，所述襯底20的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層40及下抗反射層30 ；
[0052]光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50，結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40表面；
[0053]超導(dǎo)納米線60，結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50之間；
[0054]反射鏡70，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50表面。
[0055]進(jìn)一步地，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50的材料為二氧化硅或一氧化硅，上抗反射層40及下抗反射層30為二氧化硅，所述襯底20為硅襯底、MgO襯底、藍(lán)寶石襯底，所述上抗反射層40、下抗反射層30的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線60的材料為NbN、Nb、TaN、NbTiN或WSi，所述反射鏡70的材料為Ag、Au或Al等。當(dāng)然，上述的幾種示例僅為本發(fā)明的幾種優(yōu)選的方案，在其它的實施例中，其它的材料類型也可能適用，因此，并不限定于以上所列舉的幾種示例。
[0056]在本實施例中，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50的材料為一氧化硅，其厚度為器件所探測的光的波長的四分之一。
[0057]所述超導(dǎo)納米線60的材料為NbN，其寬度為100納米，厚度為7納米，周期為200納米，并且，所述超導(dǎo)納米線60呈曲折蜿蜒結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，在其它的實施例中，所述超導(dǎo)納米線60的材料、尺寸和形狀均可依據(jù)實際需求進(jìn)行改變，并不限于此處所列舉的情況。
[0058]所述反射鏡70的材料為Ag，其厚度為130納米。當(dāng)然，其它種類的反射材料及厚度也適用于本發(fā)明，并不限定于此。另外，上述的超導(dǎo)納米線單光子探測器件僅為本實施例的一種優(yōu)選方式，本實施例的多層薄膜濾波器10對其它結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)納米線單光子探測器件同樣適用。
[0059]作為示例，所述多層薄膜濾波器10包括交替層疊的二氧化硅層101及硅層102、交替層疊的一氧化硅層及硅層或交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。在本實施例中，所述多層薄膜濾波器10包括交替層疊的二氧化硅層101及硅層102，并且，一共具有16層二氧化硅層101及16層硅層102，為共32層的多層薄膜。當(dāng)然，在其它的實施例中，其它種類的具有帶通濾波功能的多層薄膜均可適用。
[0060]如圖2所示，本實施例還提供一種集成多層薄膜濾波器10的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，包括:[0061 ] 超導(dǎo)納米線單光子探測器件；
[0062]多層薄膜濾波器10，集成于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件，所述多層薄膜濾波器10為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
[0063]作為示例，所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:
[0064]襯底20，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器10表面，所述襯底20的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層40及下抗反射層30 ；
[0065]光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50，結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40表面；
[0066]超導(dǎo)納米線60，結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50之間；
[0067]反射鏡70，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50表面。
[0068]進(jìn)一步地，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述襯底20為硅襯底、MgO襯底、藍(lán)寶石襯底，所述上抗反射層40、下抗反射層30的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線60的材料為NbN、Nb、TaN、NbTiN或WSi，所述反射鏡70的材料為Ag、Au或Al等。當(dāng)然，上述的幾種示例僅為本發(fā)明的幾種優(yōu)選的方案，在其它的實施例中，其它的材料類型也可能適用，因此，并不限定于以上所列舉的幾種示例。
[0069]在本實施例中，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50的材料為一氧化硅，其厚度為器件所探測的光的波長的四分之一。
[0070]所述超導(dǎo)納米線60的材料為NbN，其寬度為100納米，厚度為7納米，周期為200納米，并且，所述超導(dǎo)納米線60呈曲折蜿蜒結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，在其它的實施例中，所述超導(dǎo)納米線60的材料、尺寸和形狀均可依據(jù)實際需求進(jìn)行改變，并不限于此處所列舉的情況。
[0071]所述反射鏡70的材料為Ag，其厚度為130納米。當(dāng)然，其它種類的反射材料及厚度也適用于本發(fā)明，并不限定于此。另外，上述的超導(dǎo)納米線單光子探測器件僅為本實施例的一種優(yōu)選方式，本實施例的多層薄膜濾波器10對其它結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)納米線單光子探測器件同樣適用，并不限定于此處所列舉的幾種。
[0072]作為示例，所述多層薄膜濾波器10包括交替層疊的二氧化硅層101及硅層102、交替層疊的一氧化硅層及硅層或交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。在本實施例中，所述多層薄膜濾波器10包括交替層疊的二氧化硅層101及硅層102，并且，一共具有16層二氧化硅層101及16層硅層102，為共32層的多層薄膜。當(dāng)然，在其它的實施例中，其它種類的具有帶通濾波功能的多層薄膜均可適用，并不限定于此處所列舉的幾種。
[0073]另外，如圖3?圖6所示，本實施例對本發(fā)明所述集成多層薄膜濾波器10的超導(dǎo)納米線單光子探測器件進(jìn)行了如下性能測試:
[0074]I)本實施例的多層薄膜濾波器10對器件效率的影響。
[0075]在本實施例中采用的多層薄膜濾波器10包括交替層疊的二氧化硅層101及硅層102，并且，一共具有16層二氧化硅層101及16層硅層102，為共32層的多層薄膜，得到如圖2所示的多層薄膜結(jié)構(gòu)。其中硅和二氧化的折射率分別為3.56和1.47。傳統(tǒng)的超導(dǎo)納米線60單光子探測器(SNSH))為了提高光在所需要波段通常會在襯底底部沉積抗反射層，但由于折射率匹配問題，仍然會有部分光損耗。圖3顯示為普通SNSPD (normal structure)及本發(fā)明具有多層薄膜濾波器10的SNSPD (filter)理論上的波長-耦合效率曲線圖。如圖3所示，通過本實施例的多層薄膜，理論上幾乎可以實現(xiàn)100%的光耦合到器件中，同時將其余頻率的光過濾掉，抑制外部背景光對器件的影響。圖4顯示為普通SNSPD (normalstructure)及本發(fā)明具有多層薄膜濾波器10的SNSPD (filter)實際測試中的波長-透射率曲線圖。由圖4可見，比于普通結(jié)構(gòu)，本實施例設(shè)計的多層薄膜濾波器10件在1550nm處較好的通帶效果。對于器件的探測效率，由于每個器件的探測效率存在一定的分布，無法對探測效率進(jìn)行直接比較。但是通過圖4結(jié)果可以看出，相比于普通雙面氧化襯底，多層薄膜結(jié)構(gòu)能夠有效提高在設(shè)計波段的耦合效率，從而提升器件的量子效率。
[0076]2)在SNSH)器件上集成多層薄膜濾波器10對暗計數(shù)的影響。
[0077]在SNSH)器件上集成多層薄膜濾波器10，實現(xiàn)如圖2所示的SNSTO器件。在偏置電流較低的情況下，暗計數(shù)受到很好的抑制，如圖5?圖6所示。其中，圖5為普通結(jié)構(gòu)SNSPD器件(normal structure)的偏置電流-稱合效率以及偏置電流_暗計數(shù)示意圖。圖6為本實施例所述集成多層薄膜濾波器10的超導(dǎo)納米線單光子探測器件的偏置電流-耦合效率以及偏置電流-暗計數(shù)示意圖圖。兩圖相比較可以看出，對于在偏置電流相對較低的情況下，本實施例的集成多層薄膜濾波器10的超導(dǎo)納米線單光子探測器件相比于普通結(jié)構(gòu)SNSPD器件的暗計數(shù)受到很好的抑制。
[0078]如上所述，本發(fā)明提供一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法及器件，包括步驟:于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器10 ;其中，所述多層薄膜濾波器10為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光觸發(fā)的暗計數(shù)。所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括:襯底20，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器10表面，所述襯底20的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層40及下抗反射層30 ;光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50,結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40表面；超導(dǎo)納米線60，結(jié)合于所述襯底20的上抗反射層40與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50之間；反射鏡70，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)50表面。本發(fā)明操作簡單，僅需在超導(dǎo)納米線單光子探測器件(SNSH))的襯底上集成多層薄膜濾波器，將非信號輻射過濾掉，該方法可以在保證信號輻射和器件的光耦合效率的同時，有效降低非本征暗計數(shù)，從而提高器件在特定暗計數(shù)條件下的探測效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0079]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，其特征在于，包括步驟: 于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件上集成多層薄膜濾波器； 其中，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，其特征在于:所述非本征暗計數(shù)為由于光纖黑體輻射及外界雜散光觸發(fā)的暗計數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，其特征在于，所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括: 襯底，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器表面，所述襯底的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層及下抗反射層； 光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層表面； 超導(dǎo)納米線，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)之間； 反射鏡，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，其特征在于:所述襯底為硅襯底、MgO襯底、藍(lán)寶石襯底，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述上抗反射層、下抗反射層的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線的材料為NbN、Nb、TaN, NbTiN或WSi，所述反射鏡的材料為Ag、Au或Al。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低超導(dǎo)納米線單光子探測器件非本征暗計數(shù)的方法，其特征在于:所述多層薄膜濾波器包括交替層疊的二氧化硅層及硅層、交替層疊的一氧化硅層及硅層或交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。
6.一種集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，其特征在于，包括: 超導(dǎo)納米線單光子探測器件； 多層薄膜濾波器，集成于所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件，所述多層薄膜濾波器為通過多層介質(zhì)薄膜實現(xiàn)的具有帶通濾波功能的器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，其特征在于:所述超導(dǎo)納米線單光子探測器件包括: 襯底，結(jié)合于所述多層薄膜濾波器表面，所述襯底的上下表面分別結(jié)合有上抗反射層及下抗反射層； 光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層表面； 超導(dǎo)納米線，結(jié)合于所述襯底的上抗反射層與光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)之間； 反射鏡，結(jié)合于所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，其特征在于:所述襯底為硅襯底、MgO襯底、藍(lán)寶石襯底，所述光學(xué)腔體結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述上抗反射層、下抗反射層的材料為二氧化硅或一氧化硅，所述超導(dǎo)納米線的材料為NbN、Nb、TaN、NbTiN或WSi，所述反射鏡的材料為Ag、Au或Al。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成多層薄膜濾波器的超導(dǎo)納米線單光子探測器件，其特征在于:所述多層薄膜濾波器包括交替層疊的二氧化硅層及硅層、交替層疊的一氧化硅層及硅層、及交替層疊的二氧化硅層及一氧化硅層中的一種。
【文檔編號】H01L31/101GK103840035SQ201410106302
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】尤立星, 李 浩, 楊曉燕, 張偉君, 王鎮(zhèn) 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所