机载平台小型化超导单光子探测系统：设计与测试

"面向机载平台的小型超导单光子探测系统" 这篇论文主要探讨了在机载平台中应用小型化、低功耗的超导单光子探测系统（SNSPD）的可能性与挑战。超导纳米线单光子探测器因其卓越的性能，如高量子效率和快速时间响应，在量子信息、深空通信和远程激光雷达等领域已有广泛应用。然而，传统的SNSPD系统通常需要大型、重的低温设备，这限制了它们在机载平台上的实际部署。 论文中，研究人员设计并制备了一款工作在4.2 K温度下的SNSPD，其采用了光敏面积为60μm × 60 μm的四通道光子数可分辨器件。通过光束压缩系统，这款探测器能够有效地耦合到直径200 μm的光纤。在4.2 K的低温条件下，其量子效率超过50% 在1064 nm波长。进一步的测试显示，单个通道的时间特性随光子数响应而变化，四光子响应时的时间抖动达到最小，半高宽仅为110 ps，表明了系统的高速性能。 该工作的创新之处在于成功地实现了面向机载平台的小型化SNSPD，这是国际上首次报道的此类应用。这一成果不仅为机载激光雷达和其他相关应用提供了关键技术支持，同时也为开发更通用、小型化的SNSPD系统及其广泛的应用前景奠定了基础。 关键词涉及了超导纳米线单光子探测器、液氦温区操作、光子数分辨能力以及机载平台应用，这些是研究的核心领域。论文引用的PACS分类包括了超导材料、光电子学、激光雷达技术和固态物理，反映了研究的多学科交叉性质。DOI为10.7498/aps.72.20230248，表明了论文在物理学报中的具体位置。 这篇研究对于推动单光子探测技术的进步，特别是解决在空中平台上的小型化和低能耗问题，具有重要意义。未来的研究可能会在此基础上探索如何进一步降低系统尺寸，提高探测效率，以及优化在复杂环境条件下的稳定性，以适应更广泛的机载任务需求。