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leyu乐鱼网站登录-南京大学成功研制出超导单探测器光谱仪

发布时间:2021-12-24 作者: leyu乐鱼网站登录

光谱学首要研究光和物资之间的彼此感化与波长之间的关系,普遍利用在根本研究和工程手艺的各个方面。传统的光谱仪都需要一些色散或干与元件,布局复杂、制备坚苦、价钱比力昂贵,并且光谱通道数有限。另外一方面,单光子探测器的研究最近几年来也十分遭到正视,特别是超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一个很有前程的选择,其光谱响应规模宽(从紫外线到中红外)、量子效力高、时候发抖小、计数速度高、暗计数低,还可以与纳米光电路实现片上集成。可是,到今朝为止,单光子探测器仅用来记实光子的有没有和几多,并没有关心入射光子的波长特征。

图1.超导纳米线单探测器光谱仪概念图

南京年夜学吴培亨院士团队初次在二者的连系上获得冲破,他们操纵超导纳米线单光子探测器固有的非线性光谱调制特征,连系计较光谱仪方式,实现了单探测器光谱仪(single-detectorspectrometer,SDS)。这是一种最简化的光谱仪,解脱了对光学分光器件的需求,经由过程编程探测器丈量进程并连系计较重构算法,就可以够对入射光谱进行分辩。尝试演示了从660nm至1900nm的宽带丈量能力,并在通讯波段实现了优在10nm的光谱分辩率。同时,该团队还将激光雷达同单探测器光谱仪连系,演示了多光谱激光雷达功能。

图2.将超导纳米线单探测器光谱仪方式利用最多光谱单光子激光雷达,在取得三维图象的同时,实现了不雅测方针的光谱丈量。

该工作为开启SNSPD在光谱丈量中的利用供给了一条新的实现路子。相干研究工作以"Asingle-detectorspectrometerusingasuperconductingnanowire"为题颁发在国际闻名期刊《NanoLetters》(Impactfactor:11.189)上[https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03393]。审稿人称这是一个将SNSPD内禀特征进行利用的奇妙工作("ThisisaverycleverapplicationoftheSNPSD'sintrinsiccurrent-biasvsresponsivitycurvetoextractadditionalinformationfromincomingphotons.")。光谱仪的活络度首要取决在此中的探测器。连系高机能的SNSPD,这类光谱仪将在极端弱光情况下阐扬侧重要的感化,例如生物荧光成像、激光光谱雷达和天文不雅测。

南京年夜学电子科学与工程学院博士生孔令东为文章第一作,赵清源传授和陈健传授为论文的通信作者。涂学凑高工、张蜡宝传授、贾小氢传授和康琳传授协助探测器方面的制备,物理学院吴兴龙传授赐与论文点窜和数据阐发上的鼎力帮忙,吴培亨院士对本工作进行深切指点。该项研究获得国度天然科学基金、国度重点研发打算、中心高校等基金项目标帮助。此项研究工作还获得海外高条理人材打算(青年),江苏省双创、江苏高校优势学科扶植工程,江苏省青蓝工程,江苏省电磁波特点信息调控手艺重点尝试室、紫金山收集通讯与平安尝试室的帮助。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03393

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