超导单光子探测器件的单光子响应特性

单光子探测技术代表着光辐射探测技术的极限水准。单光子探测器件是量子通信系统中实现量子密钥分发的核心器件之一。在光纤通信使用的1310nm和1550nm波长，超导单光子探测器件（SSPD）的多项性能指标均优于现有的半导体单光子探测器件。目前SSPD已经成功的应用于量子通信实验，在通信光纤中实现超过200公里量子密钥分发（工作波长为1550nm）。.我们拟开展基于低温超导NbN超薄薄膜SSPD的单光子响应特性研究。通过分析器件的单光子响应电脉冲的脉冲宽度、脉冲形状等特性，理解SSPD单光子探测物理机制。分析SSPD的量子效率、计数率、暗计数、时间抖动等基本性能参数和器件结构以及测试条件及系统的关系。提出SSPD的对应电学模型，研究单光子探测器件和系统的电路模拟；分析SSPD单光子响应电脉冲的形状和特性。从而掌握研制高性能超导单光子探测器件结构和系统的设计原理。