01、超導納米線單光子探測器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors)

超導納米線單光子探測器(SNSPDs)是一種高效的光子檢測設備，利用超導材料的特性來探測單個光子，在科學研究和技術應用中受到廣泛關注。

工作原理：SNSPDs工作時，超導納米線被冷卻到接近絕對零度。當單個光子撞擊到超導納米線時，會產生熱點，導致納米線局部失去超導狀態(tài)，形成電阻。這個電阻的變化可以被電子設備檢測到，并記錄為一個光子的探測事件。

關鍵特性：

超高探測效率: SNSPDs能以極高的效率探測單個光子。

快速時間響應: 它們具有極快的時間分辨率，可以精確測量光子到達的時間。低暗計數率: 這意味著在沒有光子入射時，SNSPDs產生誤報的概率很低。

寬波長范圍: 能夠探測從可見光到紅外波長范圍內的光子。

低噪音: 由于超導狀態(tài)的特性，SNSPDs在操作時噪音水平很低。

Single Quantum是一家位于荷蘭的高科技公司，專注于開發(fā)和制造超導納米線單光子探測器(SNSPDs)，SNSPDs憑借高效的探測率和精確的時間分辨率，成為量子通信、密碼學、紅外光譜和激光測距等領域的理想選擇。這些探測器實現了數據傳輸的安全性與高效性，并通過先進的密碼學技術保護信息安全。SNSPD技術還在紅外光譜學的深入探索和提升激光測距精度方面做出了創(chuàng)新，推動了生物醫(yī)學和電信行業(yè)的發(fā)展。

性能參數：

02、最新研究成果(Research Achievements)

一、天文探測

Psyche是一項由NASA資助的太空探索任務，旨在研究位于火星和木星之間小行星帶內的同名小行星——小行星16 Psyche，這顆小行星非常獨特，因為它被認為主要由金屬構成，與大多數由巖石或冰組成的小行星截然不同?？茖W家認為，Psyche小行星可能是早期太陽系中一顆更大行星的核心殘留部分。2023年10月，Psyche探測器成功發(fā)射，預計到2029年8月，該探測器將開始對這顆小行星進行詳細探索。到那時，我們配備的自由空間耦合型超導納米線單光子探測器(SNSPD)將在地球的基站接收來自探測器的紅外信號，這將是對深空通信能力的一次重要測試。

二、腦成像

在腦成像技術方面，多種先進方法已被用于分析神經系統的結構與功能，將醫(yī)學與神經科學融合，形成一個迅速發(fā)展的學科。近年來，技術革新和科學發(fā)現在這一領域取得了顯著進展。

主要的腦成像技術包括功能性磁共振成像(fMRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和近紅外光譜成像(NIRS)。fMRI能捕捉大腦活動區(qū)域的血流變化，揭示神經活動;PET通過放射性示蹤劑研究大腦代謝和藥物反應;NIRS利用近紅外光探測腦組織氧合水平，為大腦功能研究提供非侵入性方法。

隨著技術進步，腦成像正向更高的空間和時間分辨率發(fā)展，提高成像深度和范圍。

康奈爾大學的許教授團隊與Single Quantum公司合作，近期完成了一項創(chuàng)新研究。他們使用1310納米波長的激光來激發(fā)獲取量子點(QDs)，這些量子點在大約1700納米的低衰減窗口內發(fā)光，用于體內共焦顯微鏡成像。這一新型配置使得他們能夠獲得與傳統多光子顯微鏡相媲美的成像深度，同時具備僅使用常規(guī)連續(xù)波激光的優(yōu)勢。

通過將SNSPD技術與短波紅外(SWIR)共焦顯微鏡相結合，這一研究為使用紅外光成像生物結構開辟了新的可能性。與傳統的單光子共焦熒光顯微鏡相比，這種方法能夠實現之前所達到的成像深度的2到4倍。這項研究成果已經在《自然納米技術》雜志上發(fā)表。

閃光科技與Single Quantum聯合推出兩種類型的超導納米線單光子探測器：自由空間耦合和傳統光纖耦合，以適應不同應用場景的需求。兩種類型的超導納米線單光子探測器(SNSPDs)各具特色，滿足廣泛的科研和工業(yè)應用需求。自由空間耦合型SNSPD適合于需要靈活配置和快速調整光路的場合，如量子計算實驗和先進的光學研究，而傳統光纖耦合型SNSPD則適用于固定光路和長距離光信號傳輸的場景，如遙感和長距離量子通信。這兩種探測器均能提供高效率、低噪音和高時間分辨率的性能，使其在精密測量、量子信息處理和先進的光通信技術中發(fā)揮重要作用。

審核編輯：湯梓紅