用于红外光通信的自由空间耦合超导纳米线单光子探测器

本文描述了一种低温恒温器与光学系统的构建，该系统对用于红外量子通信和光谱分析的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有 56.5% +/- 3.4% 的自由空间耦合效率。1K 钾罐将基础温度从脉冲管制冷机冷却的冷头所达到的 2.9 K 降至 T = 1.7 K。从波长 $\lambda$ = 1.55 $\mu$m 的光纤光源出发，耦合到探测器芯片的最小光斑尺寸为 6.6 +/- 0.11 $\mu$m。我们在面积为 8 x 7.3 $\mu$m$^2$ 的探测器上演示了高效光子计数。我们测得的暗计数率为 95 +/- 3.35 kcps，系统探测效率为 1.64% +/- 0.13%。我们解释了进一步提高耦合效率所需的关键步骤。