超薄超导材料特性及应用

介绍和讨论低温和高温超导超薄材料的制备及超导特性,并和普通非超薄超导材料特性相比较。超薄超导材料可以用于制备超导单光子探测器(Supercon ducting Single Photon Detector,简称SSPD)和超导热电子测辐射热仪(Superconducting Hot Electron Bolometer,简称SHEB)。详细分析并讨论其应用。     

超导纳米线单光子探测器的光耦合结构

为了提高超导纳米线单光子探测系统(SNSPD)的探测效率,搭建了超导纳米线单光子探测系统,研究了该系统的光耦合结构及该结构随温度降低而发生的变化.首先,测量了SNSPD在不同电流下的量子效率,确定了器件的性能.然后,提出了两种不同的光纤直接对准的器件封装方法,这些方法可以在室温下自主控制光纤端面与器件表面的距离(gap).考虑封装材料的热胀冷缩,gap在温度变化时有很明显的变化,研究了温度变化对gap的影响.最后,提出通过改变入射光的波长来观察器件表面反射光光强的周期性波动,从而精确测量不同温度下gap的大小.实验结果表明,对于两种不同的光耦合结构,gap在温度降低270 K以后分别减小了4.1 μm和17 μmm.理论计算和实验数据基本吻合,可为未来器件封装和新型封装结构的设计提供参考依据.     

三维时间片最大纠缠态的最优检测

如何实现高维纠缠态的纠缠检测是量子科技理论和实验研究的一项重要内容。传统的基于保真度的纠缠见证并不能适用于检测所有种类的纠缠态,且其测量组合的数目也并非最优。通过在光子的时间片自由度上制备出两体三维最大纠缠态,在使用传统纠缠见证无法认定其纠缠性质的情况下,采用基于凸优化理论的纠缠检测方法对该量子态的纠缠维度进行检测。结果表明,凭借新方法可获得更有效的测量方案,能够高效准确地认证目标态的纠缠维度,并将传统纠缠见证实验所需的15组测量组合减少至6组。     

超导纳米线单光子探测现状与展望

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是一种量子极限灵敏度的光探测器。它的基本原理是利用光子能量实现超导纳米线库珀对的拆对,从而在超导纳米线局域发生超导-非超导相变。和传统半导体单光子探测器相比,具有探测效率高、暗计数低、时间抖动小、死时间短、宽谱响应以及自由运行等优势。高性能SNSPD已经在量子信息、激光通信、激光雷达等领域得到了广泛应用。文中概述了过去几年间国内外在SNSPD研发、应用成果及产业化等方面的进展,并对SNSPD未来的技术发展和应用进行了展望。     

波长滞后法评估激光器的热阻（英文）

封装是光电子器件的关键技术之一。同时,器件的封装还影响器件的性能。文章提出了一种基于波长滞后的方法来评估激光器在298 K至10 K环境温度范围内的热阻。通过计算降温和升温过程中波长滞后的程度来表征热阻大小。该方法解决了低温环境中无法评估激光器散热性能的问题。这对低温光互连具有重要意义,也为低温环境中激光器的封装设计提供了参考。     

太赫兹混频器技术研究进展

太赫兹混频器可通过本征信号与原信号混合，经频率变换，实现频谱探测、超分辨成像和天文信号高灵敏探测，在太赫兹频谱识别、太赫兹安检、射电天文探测等领域具有重要应用前景。本文首先介绍了太赫兹混频器的基本原理、分类、主流技术方案；其次针对太赫兹混频器超灵敏化、高频化、中频宽带化和小型化集成的应用需求，分析了国内外太赫兹混频器设计与制作技术的发展动态；最后归纳了太赫兹混频器的应用状况、技术挑战和可能的解决方案，以便阐明三类太赫兹混频器的技术特点和技术发展趋势。     

一维光声晶体微腔中实现声学量子态探测的关键技术

基于硅基CMOS工艺，设计并制备了一维光声晶体微腔器件，在极低温(28 mK)条件下对该微腔的光学模式(光纤通信波段)和声学模式(～5.344 GHz)进行了表征，利用脉冲光驱动和单光子探测方法实现了声学模式的声子计数。其中的关键技术是利用脉冲光驱动微腔散射光子且产生(或减少)声子，这种脉冲光驱动方法可以减少光的加热效应以保持低声子占据率；再通过级联窄带宽光纤法布里-珀罗滤波器对泵浦光子进行选择滤波，之后测量得到的散射光子可以精确地计算声学模式中的声子数。实验得到的平均声子数为0.14±0.03，进入了少声子区间，为声学量子态在量子计算、量子精密测量、量子换能器等领域的应用奠定了基础。