| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-21页 |
| 1.1 超导单光子探测器研究背景 | 第10-14页 |
| 1.1.1 光电倍增管 | 第10-11页 |
| 1.1.2 单光子雪崩光电二极管 | 第11-12页 |
| 1.1.3 频率上转换单光子探测 | 第12页 |
| 1.1.4 超导临界温度跃迁单光子探测器(TES) | 第12-14页 |
| 1.1.5 超导单光子纳米线探测器(SNSPD) | 第14页 |
| 1.2 SNSPD工作原理 | 第14-16页 |
| 1.3 SNSPD目前研究进展 | 第16-17页 |
| 1.4 SNSPD目前研究热点 | 第17-19页 |
| 1.4.1 进一步提升探测效率 | 第17-18页 |
| 1.4.2 提高SNSPD有效探测面积 | 第18页 |
| 1.4.3 提高SNSPD检测速率 | 第18-19页 |
| 1.4.4 SNSPD光子数分辨 | 第19页 |
| 1.5 本文研究目的和论文框架 | 第19-21页 |
| 第2章 Si基的大有效探测面积的SNSPD器件 | 第21-72页 |
| 2.1 大有效探测面积SNSPD理论设计 | 第22-29页 |
| 2.1.1 双层腔结构模型设计及其优化 | 第22页 |
| 2.1.2 时域有限差分方法(FDTD) | 第22-23页 |
| 2.1.3 带有谐振腔结构的大面积SNSPD设计及参数优化 | 第23-29页 |
| 2.2 大面积NbN薄膜制备 | 第29-37页 |
| 2.2.1 NbN薄膜生长机理 | 第29-31页 |
| 2.2.2 NbN薄膜生长关键参数及其优化 | 第31-35页 |
| 2.2.3 NbN超薄薄膜的超导性能 | 第35-37页 |
| 2.3 电子束曝光与纳米线制备 | 第37-56页 |
| 2.3.1 电子束曝光技术 | 第37-53页 |
| 2.3.2 大探测面积、光学谐振腔结构的SNSPD制备工艺 | 第53-56页 |
| 2.4 电极、光学腔和Au反射层制备 | 第56-57页 |
| 2.5 大探测面积SNSPD性能表征 | 第57-70页 |
| 2.5.1 器件常温电阻 | 第57-58页 |
| 2.5.2 I-V曲线 | 第58-61页 |
| 2.5.3 系统探测效率和暗计数 | 第61-65页 |
| 2.5.4 脉冲信号和动态电感 | 第65-69页 |
| 2.5.5 时间抖动 | 第69-70页 |
| 2.6 本章小结 | 第70-72页 |
| 第3章 多频带高效率复合光学结构的SNSPD设计 | 第72-91页 |
| 3.1 相位光栅 | 第73-77页 |
| 3.1.1 衍射光栅 | 第73-74页 |
| 3.1.2 相位光栅 | 第74-77页 |
| 3.2 带有相位光栅结构404 nm SNSPD设计和仿真 | 第77-81页 |
| 3.3 光学薄膜谐振腔 | 第81页 |
| 3.4 相位光栅与光学谐振腔复合光学结构850nm SNSPD设计 | 第81-89页 |
| 3.4.1 带有单一相位光栅结构850 nm SNSPD设计和仿真 | 第82-85页 |
| 3.4.2 相位光栅与光学谐振腔复合光学结构SNSPD参数优化 | 第85-89页 |
| 3.5 本章小结 | 第89-91页 |
| 第4章 具有Nb_5N_6中间缓冲层的NbN SNSPD研究 | 第91-100页 |
| 4.1 Si基片上Nb_5N_6薄膜性能 | 第91-93页 |
| 4.2 具有Nb_5N_6缓冲层的NbN SNSPD制备 | 第93-95页 |
| 4.3 Si基片上Nb_5N_6缓冲层的NbN SNSPD的测量与分析 | 第95-98页 |
| 4.4 本章小结 | 第98-100页 |
| 第5章 结论与展望 | 第100-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 参考文献 | 第103-110页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第110-112页 |
