[发明专利]一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统

权利要求书

1.一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统，包括：单模光纤，其特征在于，

单模光纤将光源出射的光导入到闭循环制冷机中，闭循环制冷机内设置有SNSPD，SNSPD通过同轴电缆电连接偏置T，还设置有与SNSPD配合工作的光纤聚焦器，光纤聚焦器连接单模光纤末端；

SNSPD的偏置电流由低噪声稳压源和与稳压源串联的低噪声电阻组成的直流源提供，电流经由偏置T的射频与直流端进入SNSPD中；

当SNSPD被光子触发产生响应脉冲时，局部变为阻态，脉冲信号迅速由偏置T的射频端流出；

利用示波器采集脉冲波形，进行光子计数，有效避免传统SNSPD读出电路由于交流耦合效应限制的最大光子计数；

其中，所述SNSPD与电流库在结构上集成，在不使用射频放大器的前提下实现输出脉冲的自我放大；

所述SNSPD由第一、第二、第三纳米线构成；

第一纳米线与第二纳米线并联，第二纳米线与第一纳米线的宽度比值为N，并联支路上同时串联第三纳米线，第三纳米线的宽度为第一纳米线和第二纳米线的宽度之和；第一纳米线用于探测光子，第二纳米线用于存储电流，实现对脉冲信号的放大；第三纳米线用于控制支路总电感，防止热闭锁效应。

2.根据权利要求1所述的一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统，其特征在于，所述光子计数包括：

1)将示波器存储的脉冲信号保存为.csv文件，文件中的数据为不同采样点处对应的幅值；用matlab的csvread命令读取文件，每读取一个文件，利用matlab中的findpeaks函数查找脉冲峰值；

2)对找到的脉冲峰值进行判断，若脉冲峰值超过阈值电平，则为一个脉冲，对一个文件中的脉冲个数进行识别计数，并对几百个文件的脉冲个数做统计平均。

3.根据权利要求1或2所述的一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统，其特征在于，

去掉放大器后避免了传统读出电路的电容耦合效应，SNSPD的偏置电流从48.5μA提高至50.5μA，计数率进一步提高，器件效率从26％提高至32％。

4.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统，其特征在于，

所述系统在保持效率的前提下，实现电路简化，且去除了电容耦合效应。