[发明专利]大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器

说明书

本发明提供一种大偏振消光比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；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，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，而TE模式的入射光被允许通过。本发明的探测器对TE模式的入射光的吸收率远大于TM模式，因此对TE模式入射光的探测效率也会远大于TM模式，从而使其具有较大的偏振消光比；此外，本发明的探测器无需光栅滤光，结构简单、制备工艺简洁、入射光损耗小及探测效率高等优点。

技术领域

本发明属于探测技术领域，特别是涉及一种大偏振小广比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器。

背景技术

光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。它是一种光的横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。红外光具有显著的偏振特性。当红外光与目标物体相互作用后，散射光中会包含带有目标物体自身特征的偏振信息，这些信息可以为我们清楚的表明物体材料、表面粗糙度、含水量等特性。根据偏振度的差异性，就可以利用红外偏振成像技术将三者明显区别开来。又因为测量中只需要编码偏振度的辐射值之比，无需再进行准确的光波辐射量校准，因此相比传统红外成像，红外偏振成像测量精度更高。利用这些特性，红外光偏振可应用于大气遥感、军事侦查、天体研究和生物医疗等领域。

传统的光探测器探测的都是入射光的强度，不具有直接探测光波偏振度的能力。通常的测量方法是采用旋转偏振片的方式或者在探测器上集成面阵微纳光栅结构，但是这种方法不利于对快速移动物体的探测，且制备工艺较复杂。

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)由于其曲折蜿蜒的结构，天生就具备偏振敏感的特性。目前用传统垂直对光方法制备得到的器件偏振消光比(水平偏振光吸收率与竖直偏振光吸收率比值)比可达22，但仍然存在很大的提升空间；同时，传统垂直对光方法制备得到的器件仍然存在结构复杂、制备工艺繁琐、入射光损耗大及探测效率低等问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种简单容易实现、稳定性好、可移植性强的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，用于解决现有技术中的探测器存在的偏振消光比有限、结构复杂、制备工艺繁琐、入射光损耗大及探测效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器，所述大偏振消光比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；

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，以使得所述微纳光纤内的入射光中TM模式的入射光被截止，TE模式的入射光被允许通过。

作为本发明的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述衬底包括MgF₂衬底。

作为本发明的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，所述超导纳米线呈曲折蜿蜒状，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。

作为本发明的大偏振消光比微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器的一种优选方案，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。