在薄膜酸波导上使用波长敏感的超导单光子探测器
Alessandro Prencipe1, Samuel Gyger1, Mohammad Amin Baghban1
1Department of Applied Physics, KTH Royal Institute of Technology, Roslagstullsbacken 21, Stockholm SE-106 91, Sweden.
Nano letters
|October 23, 2023
概括
研究人员开发了一种紧的芯片上波长计,使用超导纳米线单光子探测器在薄膜酸上. 该设备在电信频段中有效运行,为先进的量子通信系统铺平了道路.
科学领域:
- 光子学和量子光学 量子光学和量子光学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 酸的非线性和电光特性使其非常适合光子应用.
- 薄膜酸 (TFLN) 的纳米结构使得创建紧,低损耗的光学电路成为可能.
- 芯片上的单光子探测器对于推进集成量子光学的发展至关重要.
研究的目的:
- 在TFLN山脊纳米波导上实施超导纳米线单光子探测器 (SNSPD).
- 为了演示使用SNSPDs的波导集成波长计.
- 评估该设备在电信C和L频段的性能及其量子通信潜力.
主要方法:
- 使用NbTiN材料集成到300nm厚的TFLN脊纳米波导上制造SNSPD.
- 基于超导探测器对光子能量依赖的波长计运行的特征.
- 测量设备足迹和关键电流,以评估效率和散热.
主要成果:
- 在TFLN纳米波导线上成功实施SNSPD.
- 一个功能波导集成波长计在电信C和L频段运行的演示.
- 实现了紧的设备足迹 (<300 × 180 μm2) 和低关键电流 (∼12 14 μA) 以实现高效运行.
结论:
- 开发的基于TFLN的SNSPD波长计是集成量子光学的一个有前途的平台.
- 紧的尺寸和高效的操作适用于密集的芯片上应用.
- 这项技术推动了波长复合量子通信系统的发展.


