本發(fā)明屬于光探測技術領域，涉及一種超導納米線單光子探測器及其制備方法。所述超導納米線單光子探測器，包括：襯底；反射層，位于所述襯底表面；探測層，位于所述反射層表面，用于探測光子，所述探測層包括若干超導納米線單元；匹配層，至少位于所述超導納米線單元表面且包覆所述超導納米線單元，至少用于降低所述超導納米線單元的偏振消光比；通過在超導納米線單光子探測器中設置包覆超導納米線單元的匹配層，能夠利用匹配層降低超導納米線單光子探測器的偏振消光比，從而降低超導納米線單光子探測器的偏振敏感性，擴大超導納米線單光子探測器的應用領域，提高其探測的準確性和可重復性。

技術領域

本發(fā)明屬于光探測技術領域，涉及一種超導納米線單光子探測器及其制備方法。

背景技術

超導納米線單光子探測器(SNSPD)是一種利用光子吸收在超導納米線中激發(fā)非平衡態(tài)熱點來實現單光子檢測的高靈敏光探測器。一般是由超薄(～5nm)超細(～100nm)的超導材料制作而成，具有探測效率高、暗計數低、時間抖動小和響應速率快等性能。隨著人們對SNSPD從機理到性能的理解逐漸深入，SNSPD的性能得到了飛速地提升。最近的研究成果表明：在近紅外波段，SNSPD在各方面的性能均明顯優(yōu)于其它種類的單光子探測器。目前，圍繞SNSPD的基礎及應用研究報道逐漸增多，已成功地實現了很多應用，并對量子通信、激光測距與成像、激光通信等前沿基礎研究及高技術領域發(fā)展起到明顯的推動作用。

在利用超導納米線單光子探測器進行光子探測時，需將超導納米線單光子探測器置于低溫環(huán)境下，當光子入射到超導納米線單光子探測器上時，超導納米線單光子探測器在光子的能量作用下出現局部失超，，通過施加在超導納米線單光子探測器的偏置電流作用下，能夠檢測到超導納米線單光子探測器的電流回路中產生了電脈沖信號。電脈沖信號與入射的光子對應，通過對接收到的電脈沖信號進行計數，能夠獲得超導納米線單光子探測器探測光子數量。

SNSPD通常具有偏振敏感性，對處于不同偏振態(tài)的光的吸收效率不同。

SNSPD的偏振敏感性不利于實際應用。在常規(guī)光纖鏈路的相干光檢測中，可以通過外部偏振控制器調節(jié)入射光的極化方向以達到高效探測，而在更廣泛場景中，如自由空間、多模光纖等復雜環(huán)境，生物熒光等非相干光探測的情況下，光子的極化狀態(tài)不可控，由于SNSPD對不同偏振態(tài)光的吸收效率不同，SNSPD的探測效率受限于TM偏振態(tài)光的吸收效率，使得SNSPD無法發(fā)揮高探測效率的優(yōu)勢，這不利于SNSPD的廣泛推廣應用。

發(fā)明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種超導納米線單光子探測器及其制備方法，所述超導納米線單光子探測器及其制備方法能夠在一定程度上降低超導納米線單光子探測器的偏振敏感性。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明一實施例提供一種超導納米線單光子探測器，包括：

襯底；

反射層，位于所述襯底表面；

探測層，位于所述反射層表面，用于探測光子，所述探測層包括若干超導納米線單元；

匹配層，至少位于所述超導納米線單元表面且包覆所述超導納米線單元的裸露表面，至少用于降低偏振敏感度。

在一種實施例中，所述匹配層呈構成光柵結構，用于改變所述超導納米線單元在設定波長范圍內對偏振光的吸收率的峰值所對應的波長。

在一種實施例中，所述光柵結構，用于使所述超導納米線單元對至少兩個所述偏振光在所述設定波長范圍內形成共振吸收峰。

在一種實施例中，所述超導納米線單元包括超導納米線條，所述超導納米線條在與所述反射層表面平行的平面上曲折蜿蜒；所述光柵結構的橫截面呈波浪形狀，所述波浪形狀的波峰位于所述超導納米線條上方，所述波浪形狀的波谷位于所述超導納米線條之間。