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国家青年****、天津市青年****、天津大学北洋****海外杰出人才
教授
宽谱高效率、偏振不敏感的超导纳米线单光子探测器

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硅光薄膜有源器件层叠

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具有极低时域抖动的超导纳米线单光子探测器

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片上集成光功率监测及光开关阵列研究

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超导纳米线单光子探测器时域抖动特性研究
一种电泵浦布拉格反射波导光联光子对源的仿真方法

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一种增强关联光子对源性能的方法

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一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统

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柔性、可拉伸、可变形的曲面光刻模板与光刻系统

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利用微纳掩模板加工纳米线单光子探测器的新工艺

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并行电子束、离子束蚀刻系统

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一种超导纳米线单光子探测器的时域抖动仿真方法

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带有自增益结构的超导纳米线单光子探测器
本发明公开了一种 电泵浦布拉格反射波导关联光子对源的仿真方法，所述仿真方法包括以下步骤：设计量子阱区域结构、自发参量下转换过程的布拉格反射波导结构，获取由2 种结构共同组成的电注入激光器；根据布拉格反射波导结构计算自发参量下转换过程的相位匹配调谐曲线，微调结构参数使得该简并泵浦波长的位置在量子阱峰值增益波长附近；由微调后的布拉格反射波导结构计算电注入激光器的注入电流、与内部光功率的关系曲线、布拉格波导自发参量下转换过程的功率密度谱，进而确定关联光子对产生效率。

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本发明公开了一种 增强关联光子对源性能的方法 ，包括以下步骤 计算由多对高低折射率材料构成的 DBR 在 1/4 泵浦波长厚度下的反射率谱；选择反射率谱中最大反射率在0.99 附近的高低折射率材料对数 N ，作为最终设计波导端面的 DBR 中高低折射率材料的对数；改变 DBR 高折射率层厚度 d1 和低折射率层厚度 d2 ，并计算含有 N 对高低折射率材料的 DBR 在不同厚度下的反射率谱；选择泵浦波长处反射率高于 0.99 、 且关联光子对波长 处反射率低于 0.02 的厚度。

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本发明公开了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，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 ，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 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。

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本发明涉及纳米加工领域，为实现（1）该系统可以实现在具有复杂曲面的基底上进行光刻；（2）该光刻系统使用一个模板，可以实现具有相似图形的光刻，这些图形差别在于周期或者间距不同，本发明：柔性、可拉伸、可变形的曲面光刻模板与光刻方法，制作可拉伸的柔性光刻掩模板；制作柔性紫外发光二极管LED面板作为曝光用的光源；将柔性可拉伸的模板在可控应力的作用下紧密附着在涂有光刻胶的基底上；将柔性LED 面板紧密附着在柔性模板上；按照适当的剂量和相应的曝光时间，打开LED，对光刻胶进行曝光。

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本发明属于光电子、纳米加工技术领域，为解决SNSPD在加工工艺上存在的串行、费时、成本高的问题，进而实现SNSPD的大规模、批量化的生产，推动SNSPD的产业化进程。为此，本发明采取的技术方案是，利用微纳掩模板加工纳米线单光子探测器的工艺，在一小块薄膜材料上制作出多个SNSPD纳米线图形，以此作为掩模板，在需要加工纳米线的基底上，利用此掩模板进行溅射，从而将纳米图形转移到基底上，且模板可以重复利用。本发明主要应用于SNSPD的大规模、批量化的生产场合。

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本发明涉及纳米加工领域，为实现并行电子束蚀刻系统以及并行离子束蚀刻系统，加快曝光速度，减小曝光时间。系统本身的成本也有望低于一般扫描电子束蚀刻系统，为此，本发明采取的技术方案，一种并行电子束、离子束蚀刻工艺：(1) 准备模板，模板材料采用刚性薄膜；(2) 将模板转移到附有蚀刻胶的基底上；（3）将样品放入真空室中，开始对模板及蚀刻胶进行一定时间的电子束或者离子束曝光；（4）电子束或离子束蚀刻后移走模板，模板可重复利用，蚀刻胶原来的暴露部分性质改变；（5）显影，得到需要图形。

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本发明公开了一种超导纳米线单光子探测器的时域抖动仿真方法，所述时域抖动仿真方法包括以下步骤： 在 超导纳米线单光子探测器 的电热模型中加入电噪声和热噪声，并生成多个 输出电压 脉冲信号；设计放大器等效的滤波器，通过所述滤波器对输出电压脉冲信号进行滤波处理，获取时域抖动的数值；通过所述时域抖动的数值计算时域抖动。

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本发明公开了一种 带有自增益结构的超导纳米线单光子探测器 ，包括：作为 光敏区的第一纳米线，还包括：作为自增益区的第二纳米线，第一与第二纳米线并联连接；第二与第一纳米线的宽度比值为 N，N 的取值大于1第一纳米线 用于 探测光子 ，第二纳米线用于储存电流，实现对脉冲信号的放大 ；在第一与 第二纳米线的并联支路上，串联第三纳米线， 宽度为第一和第二纳米线的和 第二纳米线的长度用于控制第一和第二 纳米线的电感比例 ，通过调节 第二 纳米线的长度 ，控制第一和第二 纳米线的长度比例，进而控制电感比例。
Design and simulations of an electrically-injected Bragg-reflection-waveguide photon-pair source near 1.3-micrometer waveleng

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Fractal superconducting nanowire single-photon detectors with reduced polarization sensitivity

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Inhomogeneity-induced timing jitter of superconducting nanowire single-photon detectors

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Vortex-crossing-induced timing jitter of superconducting nanowire single-photon detectors