概述

超導(dǎo)納米線單光子探測器作為量子技術(shù)領(lǐng)域的核心器件，以其近乎極限的探測效率、極低的暗計(jì)數(shù)和皮秒級(jí)的時(shí)間抖動(dòng)，正不斷重新定義量子通信、激光雷達(dá)與量子計(jì)算等前沿科技的邊界。本文將深入解析其技術(shù)原理與性能優(yōu)勢，并重點(diǎn)針對(duì)用戶在探測效率、計(jì)數(shù)率、多通道擴(kuò)展性及貨期等實(shí)際關(guān)切的問題，提供來自Scontel公司前沿產(chǎn)品的明確答案與數(shù)據(jù)支持。

值得一提的是，在中國市場，Scontel公司的超導(dǎo)納米線探測器由上海昊量光電設(shè)備有限公司提供全面的技術(shù)支持與本地化服務(wù)。昊量光電作為Scontel在中國大陸地區(qū)的核心合作伙伴，憑借其專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)頂尖科研與工業(yè)應(yīng)用提供從技術(shù)咨詢、設(shè)備選型到系統(tǒng)集成與售后支持的全方位服務(wù)。

一. 超導(dǎo)納米線單光子探測器是什么？

超導(dǎo)納米線單光子探測器是一種基于超導(dǎo)納米線臨近效應(yīng)的高端光電傳感器。其核心是一條處于超導(dǎo)狀態(tài)的納米線。當(dāng)有單個(gè)光子入射時(shí)，會(huì)破壞局部的超導(dǎo)態(tài)，形成“熱點(diǎn)”并引發(fā)瞬時(shí)電阻，從而產(chǎn)生一個(gè)可探測的電脈沖。這一機(jī)制使其具備了單光子級(jí)別的極高靈敏度、低至小于50ps的極佳時(shí)間抖動(dòng)，以及從紫外到紅外的寬波段探測能力，成為探測極微弱光信號(hào)的終極工具。

圖1：超導(dǎo)納米線單光子探測核心原理示意圖

二. 客戶關(guān)心的核心性能問題有哪些？

在實(shí)際選型與應(yīng)用中，用戶通常會(huì)關(guān)注以下幾個(gè)關(guān)鍵性能與交付問題，我們對(duì)此進(jìn)行集中解答：

問題1：特定波段探測效率能達(dá)到多少？有沒有實(shí)測數(shù)據(jù)？

Scontel的SNSPD在目標(biāo)設(shè)計(jì)波段（如1550nm通信波段）的系統(tǒng)探測效率通?？梢猿^90%。這一數(shù)據(jù)擁有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)支撐。最為有力的證明來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的830公里光纖量子密鑰分發(fā)世界紀(jì)錄。在該項(xiàng)發(fā)表于《Nature Photonics》的突破性研究中（圖2），正是采用了Scontel的超導(dǎo)納米線單光子探測器，其在1550nm波段實(shí)現(xiàn)了57.6%的高系統(tǒng)效率，同時(shí)暗計(jì)數(shù)低至0.1274 Hz，為成功捕捉經(jīng)過830公里光纖衰減后已如游絲般的量子信號(hào)提供了關(guān)鍵保障。*如今，通過持續(xù)優(yōu)化，Scontel最新型號(hào)的探測器在1550nm波段的效率已可達(dá)到93%±3%，為用戶提供了更強(qiáng)大的工具。

圖2:《Nature Photonics》

問題2：高計(jì)數(shù)率下探測效率是否會(huì)降低？

Scontel的SNSPD通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，具備極短的恢復(fù)時(shí)間（死時(shí)間可小于15ns），計(jì)數(shù)率可以輕松做到30MHz甚至更高。在如此高的計(jì)數(shù)率下，探測器仍能保持穩(wěn)定的高探測效率，性能無明顯下降。用戶可以根據(jù)需求，在@1550nm 93%±3%的效率與@1550nm 80%效率但暗計(jì)數(shù)低至0.1cps等不同側(cè)重點(diǎn)的性能組合之間進(jìn)行抉擇，以滿足特定應(yīng)用場景下對(duì)計(jì)數(shù)率和信噪比的極致要求。

問題3：最大支持多少通道？多通道性能是否會(huì)下降？后續(xù)能不能再升級(jí)通道數(shù)？

當(dāng)前，Scontel可提供多像素的并行探測通道解決方案。得益于獨(dú)特的設(shè)計(jì)，多個(gè)通道在同時(shí)工作時(shí)性能相互獨(dú)立，不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)通道的觸發(fā)而影響其他通道的效率和響應(yīng)速度。

關(guān)于升級(jí)，由于探測器芯片需要在極低溫下工作并精密封裝，通道數(shù)在出廠時(shí)即已固定，后續(xù)無法通過軟件或簡單硬件升級(jí)進(jìn)行增加。因此，用戶在采購初期就需要根據(jù)應(yīng)用場景的多路復(fù)用或符合測量需求，與昊量光電的技術(shù)團(tuán)隊(duì)充分溝通，選擇最合適的通道數(shù)型號(hào)。

問題4：產(chǎn)品整體的貨期多久？

超導(dǎo)納米線探測器屬于高端定制化科學(xué)儀器，涉及復(fù)雜的低溫封裝和測試流程。因此，其標(biāo)準(zhǔn)貨期通常為4至6個(gè)月。具體貨期會(huì)根據(jù)訂單時(shí)的生產(chǎn)排期和用戶定制的具體規(guī)格（如波段、通道數(shù)等）而略有浮動(dòng)。建議有項(xiàng)目計(jì)劃的用戶盡早聯(lián)系昊量光電，確認(rèn)當(dāng)前的生產(chǎn)檔期并提前下單，以確保能按時(shí)推進(jìn)科研或項(xiàng)目進(jìn)度。

三. SNSPD在哪些前沿應(yīng)用中證明了其價(jià)值？

SNSPD的卓越性能已在全球多個(gè)頂級(jí)科研與工業(yè)項(xiàng)目中成為關(guān)鍵工具，其價(jià)值在長距離量子通信領(lǐng)域得到了最具代表性的體現(xiàn)：

量子通信：SNSPD是實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離、高碼率量子密鑰分發(fā)的核心。如上文提及的中國科大830公里QKD世界紀(jì)錄，Scontel的探測器正是該系統(tǒng)的“火眼金睛”。這項(xiàng)成果將安全傳輸距離提升了200余公里，安全碼率提升了50-1000倍，是邁向千公里級(jí)量子通信網(wǎng)絡(luò)的重要里程碑，也充分驗(yàn)證了Scontel設(shè)備在極限工況下的可靠性。

激光雷達(dá)：其極佳的時(shí)間抖動(dòng)特性可大幅提升激光雷達(dá)的測距精度，應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、遙感測繪等領(lǐng)域。

量子計(jì)算：在光量子計(jì)算中，用于高速、高保真度的量子比特讀取。

生命科學(xué)：用于熒光壽命成像、相關(guān)光譜學(xué)等，能夠解析極微生命信號(hào)。

全波段解決方案與可靠的技術(shù)支持

Scontel公司提供覆蓋從300 nm至3400 nm廣闊光譜范圍的探測器解決方案，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求（如355nm、532nm、1064nm、1550nm等）定制中心探測波段。

對(duì)于中國地區(qū)的用戶，上海昊量光電設(shè)備有限公司作為獨(dú)家技術(shù)支持平臺(tái)，提供從專業(yè)選型到系統(tǒng)集成的全方位服務(wù)。正如在支撐中科大世界紀(jì)錄的合作中，昊量光電確保了設(shè)備的順利引入與部署，而Scontel的原廠工程師則提供了深度的技術(shù)支持，共同保障了前沿科研的順利推進(jìn)。這種緊密的合作模式確保每一位用戶都能獲得專業(yè)、及時(shí)的技術(shù)響應(yīng)。

結(jié)語

超導(dǎo)納米線單光子探測器以其在效率、速度、噪聲等維度的綜合極限性能，已成為推動(dòng)下一代量子技術(shù)與精密測量的核心引擎。從支撐破世界紀(jì)錄的實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證，到對(duì)用戶關(guān)切的明確技術(shù)回答，Scontel的產(chǎn)品已用事實(shí)證明了其卓越性與可靠性。*選擇與昊量光電這樣的專業(yè)合作伙伴合作，將確保您能充分發(fā)揮這一尖端技術(shù)的全部潛力，在激烈的科研競賽與技術(shù)創(chuàng)新中占據(jù)領(lǐng)先地位。

如需獲取具體型號(hào)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)、實(shí)測數(shù)據(jù)或洽談?dòng)嗁徥乱?，可通過專業(yè)渠道聯(lián)系昊量光電。

審核編輯 黃宇