超导纳米线
单光子探测系统

本次专利实施许可签约，是南京大学与应天量子贯彻国家深化高校科技成果转化改革相关部署、探索前沿技术产业化的具体实践之一，将推动国产先进超导单光子探测技术产业化落地。

许可的核心成果"小型化超导单光子探测系统"从空间架构、低温热设计、散热风道、电磁屏蔽、模块化电控五个维度系统性重构整机方案。通过"压缩机—恒温器平行并排"一体化架构等设计，整机纵向高度被压缩至 0.5 米以内；配套双层屏蔽电控架构，可实现 16 单元超导探测器并行读出；系统核心部件全国产，拥有完整自主知识产权。

应天量子将依托许可的专利/专利申请权，开展产品化开发与市场推广，面向量子信息、深空探测、生物医学成像等前沿应用场景，提供自主可控的小型化超导单光子探测装备。本次合作也是紫金山创新带建设背景下，仙林科学城"教育、科技、产业、基金、链主"五位一体创新生态中高校原始创新成果走向产业化的典型实践。

SNSPD 通常将超薄超导薄膜加工成纳米线，这种各向异性结构对 TE 和 TM 偏振光具有不同响应，产生偏振依赖，影响探测效率稳定性。研究团队将材料优化与结构设计相结合，对 NbN 超导薄膜、α-Si 减反射层和 SiO₂/Ta₂O₅ 分布式布拉格反射镜进行协同优化，在保留常规单层蜿蜒纳米线结构的同时，同时实现了高探测效率和低偏振依赖。

在 2.1 K 工作温度下，器件在 1530 纳米波长处系统探测效率达 97%，偏振灵敏度仅 1.1；1490—1640 纳米范围内偏振灵敏度始终低于 1.3；恢复时间约 39.5 ns，系统时间抖动约 63.5 ps，SDE 97% 工作点暗计数率约 280 cps。上述数据均为同一器件实测结果，测量过程未使用低温光学滤波器。

该成果兼具"高性能"和"易制备"特点，沿用成熟常规工艺、无需特殊纳米线几何图形，为量子通信、自由空间光通信和单光子成像等对探测效率和偏振响应均有较高要求的应用提供了高性能、易产业化的探测器方案。相关成果以"Polarization-insensitive high-efficiency superconducting nanowire single-photon detector"为题发表于《Optics Express》。