CN111121958A - 光纤与超导光子探测器对准系统及方法 - Google Patents

光纤与超导光子探测器对准系统及方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准系统及方法。给单模光纤通入额外的红外光(第一红外光)，从而在对准端产生光斑。红外入射光源发出第二红外光照射超导光子探测器芯片，而后形成反射光(第三红外光)沿光路返回从而被下方的红外探测器探测到。通过给单模光纤通入额外的红外光，单模光纤将被以在超导光子探测器芯片正面产生光斑的形式被观察到。从而，实现了将单模光纤的内径与超导光子探测器芯片的探测位置中心对准。并且，通过根据形成的光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以更加准确地调节单模光纤与超导光子探测器芯片的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。

Description

光纤与超导光子探测器对准系统及方法
技术领域
本申请涉及光探测技术领域，特别是涉及一种光纤与超导光子探测器对准系统及方法。
背景技术
超导光子探测器相比较于传统半导体光子探测器，具有高量子效率，出色的光子数分辨能力及能量分辨能力，且其暗计数率几乎忽略不计。超导光子探测器广泛的用于天文探测，量子通讯，生物荧光传感等领域。由于其高量子效率，其在单光子计量方面是理想的光子探测器。
光子探测效率是超导光子探测器中非常重要的指标，除了光子探测器中金属层对于光子的反射所造成的损失外，探测系统中光纤与探测器耦合过程所造成的光子损失是主要原因。因此非常需要可靠的单光子探测系统的光纤与超导探测器对准装置。
在对准过程中，需要将光纤的内径的区域完全对准到超导光子探测器探测位置的中心。但是，为了摆脱手工对准中因人工偏差所产生的位置及角度偏差，传统的对准装置及方法通常采用夹具及观察的方法进行对准，导致传统的对准装置及方法难以精确对准，进而使得可靠性偏低。而对准精度偏低，降低了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
发明内容
基于此，有必要针对传统的对准装置及方法可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提供一种光纤与超导光子探测器对准系统及方法。
本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准系统。光纤与超导光子探测器对准系统包括单模光纤、超导光子探测器芯片、红外光源装置以及倒置红外显微镜成像系统。单模光纤具有接头端与对准端。超导光子探测器芯片与对准端间隔正对设置。红外光源装置与接头端连接，用于通过单模光纤发射第一红外光。倒置红外显微镜成像系统设置于超导光子探测器芯片远离单模光纤一侧。
倒置红外显微镜成像系统包括红外入射光源、红外探测器以及成像模块。红外入射光源与超导光子探测器芯片远离单模光纤的表面相对设置。红外入射光源用于发出第二红外光，第二红外光垂直照射超导光子探测器芯片远离单模光纤的表面，并经超导光子探测器芯片反射形成第三红外光。红外探测器与超导光子探测器芯片远离单模光纤的表面相对设置。红外探测器用于接收第一红外光与第三红外光，并传输至成像模块。成像模块用于根据第一红外光与第三红外光进行成像。
本申请提供一种上述光纤与超导光子探测器对准系统。单模光纤具有接头端与对准端。接头端可以通过FC接头与红外光源装置连接。红外光源装置可以为手持式1330nm红外光源。此时，通过红外光源装置发出第一红外光并经过单模光纤垂直照射超导光子探测器芯片，并经过超导光子探测器芯片，被红外探测器探测接收，并传输至成像模块，用于成像。
红外入射光源发出第二红外光，照射至超导光子探测器芯片的正面或背面。其中，正面为与单模光纤相对的表面，背面为与红外入射光源相对的表面。超导光子探测器芯片的背面进行抛光或双面都进行抛光，进而可以降低粗糙面的散射作用，以减少毛玻璃效应，有利于形成芯片图像。
第二红外光经超导光子探测器芯片反射形成第三红外光，被红外探测器探测接收，并传输至成像模块，用于成像。成像模块根据第一红外光与第三红外光进行成像，形成光斑图像与芯片图像。其中，光斑图像为单模光纤内径发出的第一红外光对应形成的图像。芯片图像为第三红外光对应形成的超导光子探测器芯片的图形。此时，通过光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以看出单模光纤与超导光子探测器芯片的相对位置。此时，根据光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以调节单模光纤与超导光子探测器芯片的相对位置。当光斑位于超导光子探测器芯片的有效感光位置中心时，此时单模光纤的内径与超导光子探测器芯片的探测位置中心实现了对准。
因此，通过光纤与超导光子探测器对准系统，给单模光纤通入额外的红外光(第一红外光)，从而在对准端(光纤一端)产生光斑。红外入射光源发出第二红外光照射超导光子探测器芯片，而后形成反射光(第三红外光)沿光路返回从而被下方的红外探测器探测到。其中，单模光纤对红外光透明，不易被透过超导光子探测器芯片的红外光探测到。通过给单模光纤通入额外的红外光，单模光纤将被以在超导光子探测器芯片正面产生光斑的形式被观察到。从而，通过光纤与超导光子探测器对准系统，实现了将单模光纤的内径与超导光子探测器芯片的探测位置中心对准。并且，通过根据光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以更加准确地调节单模光纤与超导光子探测器芯片的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
附图说明
图1为本申请提供的一实施例中光纤与超导光子探测器对准系统的结构示意图；
图2为本申请提供的图1所示实施例中光路走向示意图；
图3为本申请提供的图1所示实施例中光纤与超导光子探测器对准方法的流程示意图；
图4为本申请提供的另一实施例中光纤与超导光子探测器对准系统的结构示意图；
图5为本申请提供的图4所示实施例中光路走向示意示意图；
图6为本申请提供的图4所示实施例中光纤与超导光子探测器对准方法的流程示意图；
图7为本申请提供的一实施例中成像示意图。
附图标记说明
光纤与超导光子探测器对准系统100、单模光纤10、超导光子探测器芯片20、红外光源装置30、倒置红外显微镜成像系统40、接头端110、对准端120、红外入射光源410、红外探测器420、成像模块430、调整位移装置50、倒置红外显微镜载物台440、硅基板210。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1-2，本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准系统100。光纤与超导光子探测器对准系统100包括单模光纤10、超导光子探测器芯片20、红外光源装置30以及倒置红外显微镜成像系统40。单模光纤10具有接头端110与对准端120。超导光子探测器芯片20与对准端120间隔正对设置。红外光源装置30与接头端110连接，用于通过单模光纤10发射第一红外光。倒置红外显微镜成像系统40设置于超导光子探测器芯片20远离单模光纤10一侧。
倒置红外显微镜成像系统40包括红外入射光源410、红外探测器420以及成像模块430。红外入射光源410与超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面相对设置。红外入射光源410用于发出第二红外光，第二红外光垂直照射超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面，并经超导光子探测器芯片20反射形成第三红外光。红外探测器420与超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面相对设置。红外探测器420用于接收第一红外光与第三红外光，并传输至成像模块430。成像模块430用于根据第一红外光与第三红外光进行成像。
单模光纤10具有接头端110与对准端120。接头端110可以通过FC接头与红外光源装置30连接。红外光源装置30可以为手持式1330nm红外光源。此时，通过红外光源装置30发出第一红外光并经过单模光纤10垂直照射超导光子探测器芯片20，并经过超导光子探测器芯片20，被红外探测器420探测接收，并传输至成像模块430，用于成像。
红外入射光源410发出第二红外光，照射至超导光子探测器芯片20的正面或背面。其中，正面为与单模光纤10相对的表面，背面为与红外入射光源410相对的表面。超导光子探测器芯片20的背面进行抛光或双面都进行抛光，进而可以降低粗糙面的散射作用，以减少毛玻璃效应，有利于形成芯片图像。
第二红外光经超导光子探测器芯片20反射形成第三红外光，被红外探测器420探测接收，并传输至成像模块430，用于成像。成像模块430根据第一红外光与第三红外光进行成像，形成光斑图像与芯片图像。其中，光斑图像为单模光纤10内径发出的第一红外光对应形成的图像。芯片图像为第三红外光对应形成的超导光子探测器芯片20的图形。此时，通过光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以看出单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置。此时，根据光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以调节单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置。当光斑位于超导光子探测器芯片20的有效感光位置中心时，此时单模光纤10的内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心实现了对准。
因此，通过光纤与超导光子探测器对准系统100，给单模光纤10通入额外的红外光(第一红外光)，从而在对准端120(光纤一端)产生光斑。红外入射光源410发出第二红外光照射超导光子探测器芯片20，而后形成反射光(第三红外光)沿光路返回从而被下方的红外探测器420探测到。其中，单模光纤10对红外光透明，不易被透过超导光子探测器芯片20的红外光探测到。通过给单模光纤10通入额外的红外光，单模光纤10将被以在超导光子探测器芯片20正面产生光斑的形式被观察到。从而，通过光纤与超导光子探测器对准系统100，实现了将单模光纤10的内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。并且，通过根据光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以更加准确地调节单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
在一个实施例中，光纤与超导光子探测器对准系统100还包括调整位移装置50。单模光纤10设置于调整位移装置50，用于调整单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位移。
本实施例中，调整位移装置50可以为六维光学调整位移台。将单模光纤10设置于调整位移装置50上，可以通过六维光学调整位移台移动单模光纤10的位置，使得单模光纤10的对准端120，垂直对准超导光子探测器芯片20水平面，并移至超导光子探测器芯片20有效感光位置附近。同时，根据观测到的光斑图像与芯片图像的相对位置关系，调节六维光学调整位移台，直至单模光纤10内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。因此，通过六维光学调整位移台，使得单模光纤10的对准端120与超导光子探测器芯片20对准时，精度控制的更加准确，更加自动化，提高了对准效率。
在一个实施例中，倒置红外显微镜成像系统40还包括倒置红外显微镜载物台440。超导光子探测器芯片20通过硅基板210设置于倒置红外显微镜载物台440上。且红外入射光源410与红外探测器420设置于倒置红外显微镜载物台440远离超导光子探测器芯片20一侧。
本实施例中，将超导光子探测器芯片20的正面向上，放置于倒置红外显微镜载物台440上。其中，硅基板210为超导光子探测器芯片20的承载体，有利于安放移动。
在一个实施例中，倒置红外显微镜成像系统40还包括显示器、相机以及放大聚焦系统等。成像模块430可以为计算机、微控制单元等。
本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准方法，包括：
S110，提供单模光纤10与超导光子探测器芯片20，单模光纤10具有接头端110与对准端120；
S120，将单模光纤10的对准端120与超导光子探测器芯片20间隔正对设置；
S130，提供红外光源装置30，将红外光源装置30与接头端110连接，红外光源装置30通过单模光纤10发射第一红外光；
S140，提供红外入射光源410，红外入射光源410发出第二红外光，并垂直照射超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面，并经超导光子探测器芯片20反射形成第三红外光；
S150，根据第一红外光与第三红外光进行成像，获得光斑图像与芯片图像，其中，光斑图像为单模光纤10内径发出的第一红外光对应形成的图像，芯片图像为第三红外光对应形成的超导光子探测器芯片20的图像；
S160，根据光斑图像与芯片图像的相对位置，调整单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，直至单模光纤10内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。
本实施例中，在S110中，提供倒置红外显微镜成像系统40，倒置红外显微镜成像系统40包括倒置红外显微镜载物台440，将超导光子探测器芯片20通过硅基板210设置于倒置红外显微镜载物台440，并对超导光子探测器芯片20进行移动。将超导光子探测器芯片20正面向上，并以硅基板210为载体，放置于倒置红外显微镜载物台440上。
在S120或S160中，提供调整位移装置50，将单模光纤10设置于调整位移装置50。通过调整位移装置50调整单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置。
在S150中，倒置红外显微镜成像系统40包括成像模块430。根据第一红外光与第三红外光，通过成像模块430进行成像，获得光斑图像与芯片图像。
在S160中，根据光斑图像与芯片图像的相对位置，调节调整位移装置50，进而移动单模光纤10，直至单模光纤10内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。
因此，通过光纤与超导光子探测器对准方法，给单模光纤10通入额外的红外光(第一红外光)，从而在对准端120(光纤一端)产生光斑。红外入射光源410发出第二红外光照射超导光子探测器芯片20，而后形成反射光(第三红外光)沿光路返回从而被下方的红外探测器420探测到。其中，单模光纤10对红外光透明，不易被透过超导光子探测器芯片20的红外光探测到。通过给单模光纤10通入额外的红外光，单模光纤10将被以在超导光子探测器芯片20正面产生光斑的形式被观察到。从而，通过光纤与超导光子探测器对准方法，实现了将单模光纤10的内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。并且，通过根据光斑图像与芯片图像的相对位置关系，可以更加准确地调节单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
在一个实施例中，光纤与超导光子探测器对准方法还包括：
S170，当单模光纤10内径与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准后，将紫外固化胶放置于单模光纤10与超导光子探测器芯片20之间的间隙，并通过紫外灯照射以固定。
在一个实施例中，本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准系统100。光纤与超导光子探测器对准系统100包括单模光纤10、超导光子探测器芯片20、红外光源装置30以及倒置红外显微镜成像系统40。单模光纤10具有接头端110与对准端120。超导光子探测器芯片20与对准端120间隔正对设置。红外光源装置30用于发射第四红外光，第四红外光垂直照射单模光纤10。倒置红外显微镜成像系统40设置于超导光子探测器芯片20远离单模光纤10一侧。倒置红外显微镜成像系统40包括红外入射光源410、红外探测器420以及成像模块430。红外入射光源410与超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面相对设置。红外入射光源410用于发出第二红外光，并垂直照射超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面，经超导光子探测器芯片20反射形成第三红外光。红外探测器420与超导光子探测器芯片20相对设置。红外探测器420用于接收第四红外光与第三红外光，并传输至成像模块430。成像模块430用于根据第四红外光与第三红外光进行成像。
本实施例中，红外光源装置30用于发射第四红外光，第四红外光垂直照射单模光纤10和超导光子探测器芯片20正面。此时第四红外光没有流经单模光纤10的内径，而是直接照射至单模光纤10上，第四红外光将单模光纤10包围(可参见图5所示)。此时，当红外探测器420接收第四红外光，并传输至成像模块430后，单模光纤10显示为阴影。因此，成像模块430根据第四红外光与第三红外光进行成像，形成阴影图像与芯片图像。其中，阴影图像为第四红外光对应形成的图像，芯片图像为第三红外光对应形成的超导光子探测器芯片20的图像。此时，通过阴影图像与芯片图像的相对位置关系，可以看出单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置。此时，将阴影图像通过六维光学调整位移台的X，Y，Z调节到超导光子探测器芯片20有效感光位置中心。当阴影位于超导光子探测器芯片20的有效感光位置中心时，此时单模光纤10与超导光子探测器芯片20的探测位置中心实现了对准。
因此，通过光纤与超导光子探测器对准系统100，红外光源装置30用于发射第四红外光，第四红外光垂直照射单模光纤10和超导光子探测器芯片20正面，从而产生光纤阴影。此时，通过额外的红外光(即第四红外光)，单模光纤10将被以在超导光子探测器芯片20正面产生阴影的形式被观察到。从而，通过光纤与超导光子探测器对准系统100，实现了将单模光纤10与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。并且，通过根据阴影图像与芯片图像的相对位置关系，可以更加准确地调节单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
在一个实施例中，本申请提供一种光纤与超导光子探测器对准方法，包括：
S210，提供单模光纤10与超导光子探测器芯片20，单模光纤10具有接头端110与对准端120；
S220，将单模光纤10的对准端120与超导光子探测器芯片20间隔正对设置；
S230，提供红外光源装置30，用于发射第四红外光，将第四红外光垂直照射单模光纤10；
S240，提供红外入射光源410，红外入射光源410发出第二红外光，并垂直照射超导光子探测器芯片20远离单模光纤10的表面，并经超导光子探测器芯片20反射形成第三红外光；
S250，根据第四红外光与第三红外光进行成像，获得阴影图像与芯片图像，其中，阴影图像为第四红外光对应形成的图像，芯片图像为第三红外光对应形成的超导光子探测器芯片20的图像；
S260，根据阴影图像与芯片图像的相对位置，调整单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，直至单模光纤10与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。
在S230中，提供红外光源装置30，用于发射第四红外光，将第四红外光垂直照射单模光纤10。此时第四红外光没有流经单模光纤10，而是直接照射至单模光纤10上，第四红外光将单模光纤10包围(可参见图5所示)。此时，当红外探测器420接收第四红外光，并传输至成像模块430后，单模光纤10显示为阴影。
因此，通过光纤与超导光子探测器对准方法，第四红外光垂直照射单模光纤10和超导光子探测器芯片20正面，从而产生光纤阴影。此时，通过额外的红外光(即第四红外光)，单模光纤10将被以在超导光子探测器芯片20正面产生阴影的形式被观察到。从而，通过光纤与超导光子探测器对准方法，实现了将单模光纤10与超导光子探测器芯片20的探测位置中心对准。并且，通过根据阴影图像与芯片图像的相对位置关系，通过六维光学调整位移台调节单模光纤10的位置，进而可以更加准确地调节单模光纤10与超导光子探测器芯片20的相对位置，从而解决了传统方式可靠性偏低和对准精度偏低的问题，提高了光纤及超导探测器的光子耦合效率。
在一个实施例中，光纤与超导光子探测器对准系统100包括Nikon MA200红外倒置显微镜平台，采用Xenlcs XEN 1660nm红外探测器，FC接头单模光纤，超导探测芯片(有效探测区域20μmX 20μm)，TZ605六维光学调整位移台以及手持式1330nm红外光源。
将超导探测芯片(有效探测区域20μmX 20μm)正面向上，放置于Nikon MA200倒置红外显微镜载物台上。将FC接头单模光纤端头通过TZ605六维光学调整位移台垂直对准超导探测芯片水平面，并移至超导探测器有效感光位置附近。将光纤另一端通过光纤FC接头，连接到手持式1330nm红外光源上。请参见图7，通过倒置显微镜的成像系统，将光纤产生的光斑通过六维光学调整位移台的X，Y，Z调节到超导探测器有效感光位置中心。当光纤产生的光斑调节到超导探测器有效感光位置中心后，在光纤与芯片间隙加入紫外固化胶，并用紫外灯照射以作固定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，包括：
单模光纤(10)，具有接头端(110)与对准端(120)；
超导光子探测器芯片(20)，与所述对准端(120)间隔正对设置，且所述超导光子探测器芯片(20)与所述单模光纤(10)的相对位置可调；
红外光源装置(30)，与所述接头端(110)连接，用于通过所述单模光纤(10)发射第一红外光；
倒置红外显微镜成像系统(40)，设置于所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)一侧；
所述倒置红外显微镜成像系统(40)包括红外入射光源(410)、红外探测器(420)以及成像模块(430)；
所述红外入射光源(410)与所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面相对设置，所述红外入射光源(410)用于发出第二红外光，并垂直照射所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面，经所述超导光子探测器芯片(20)反射形成第三红外光；
所述红外探测器(420)与所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面相对设置，所述红外探测器(420)用于接收所述第一红外光与所述第三红外光，并传输至所述成像模块(430)；
所述成像模块(430)用于根据所述第一红外光与所述第三红外光进行成像。
2.如权利要求1所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，所述光纤与超导光子探测器对准系统还包括：
调整位移装置(50)，所述单模光纤(10)设置于所述调整位移装置(50)，用于调整所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)的相对位移。
3.如权利要求1所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，所述倒置红外显微镜成像系统(40)还包括：
倒置红外显微镜载物台(440)，所述超导光子探测器芯片(20)通过硅基板(210)设置于所述倒置红外显微镜载物台(440)上，且所述红外入射光源(410)与所述红外探测器(420)设置于所述倒置红外显微镜载物台(440)远离所述超导光子探测器芯片(20)一侧。
4.一种光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，包括：
单模光纤(10)，具有接头端(110)与对准端(120)；
超导光子探测器芯片(20)，与所述对准端(120)间隔正对设置，且所述超导光子探测器芯片(20)与所述单模光纤(10)的相对位置可调；
红外光源装置(30)，用于发射第四红外光，所述第四红外光垂直照射所述单模光纤(10)；
倒置红外显微镜成像系统(40)，设置于所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)一侧；
所述倒置红外显微镜成像系统(40)包括红外入射光源(410)、红外探测器(420)以及成像模块(430)；
所述红外入射光源(410)与所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面相对设置，所述红外入射光源(410)用于发出第二红外光，并垂直照射所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面，经所述超导光子探测器芯片(20)反射形成第三红外光；
所述红外探测器(420)与所述超导光子探测器芯片(20)相对设置，所述红外探测器(420)用于接收所述第四红外光与所述第三红外光，并传输至所述成像模块(430)；
所述成像模块(430)用于根据所述第四红外光与所述第三红外光进行成像。
5.一种光纤与超导光子探测器对准方法，其特征在于，包括：
S110，提供单模光纤(10)与超导光子探测器芯片(20)，所述单模光纤(10)具有接头端(110)与对准端(120)；
S120，将所述单模光纤(10)的所述对准端(120)与所述超导光子探测器芯片(20)间隔正对设置；
S130，提供红外光源装置(30)，将所述红外光源装置(30)与所述接头端(110)连接，所述红外光源装置(30)通过所述单模光纤(10)发射第一红外光；
S140，提供红外入射光源(410)，所述红外入射光源(410)发出第二红外光，并垂直照射所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面，并经所述超导光子探测器芯片(20)反射形成第三红外光；
S150，根据所述第一红外光与所述第三红外光进行成像，获得光斑图像与芯片图像，其中，所述光斑图像为所述单模光纤(10)内径发出的所述第一红外光对应形成的图像，所述芯片图像为所述第三红外光对应形成的所述超导光子探测器芯片(20)的图像；
S160，根据所述光斑图像与所述芯片图像的相对位置，调整所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)的相对位置，直至所述单模光纤(10)内径与所述超导光子探测器芯片(20)的探测位置中心对准。
6.如权利要求5所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，所述光纤与超导光子探测器对准方法还包括：
S170，当所述单模光纤(10)内径与所述超导光子探测器芯片(20)的探测位置中心对准后，将紫外固化胶放置于所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)之间的间隙，并通过紫外灯照射以固定。
7.如权利要求5所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，在所述S110中，提供倒置红外显微镜成像系统(40)，所述倒置红外显微镜成像系统(40)包括倒置红外显微镜载物台(440)，将所述超导光子探测器芯片(20)通过硅基板(210)设置于所述倒置红外显微镜载物台(440)，并对所述超导光子探测器芯片(20)进行移动。
8.如权利要求5所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，在所述S120或所述S160中，提供调整位移装置(50)，将所述单模光纤(10)设置于所述调整位移装置(50)；
通过所述调整位移装置(50)调整所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)的相对位置。
9.如权利要求7所述的光纤与超导光子探测器对准系统，其特征在于，在所述S150中，所述倒置红外显微镜成像系统(40)包括成像模块(430)；
根据所述第一红外光与所述第三红外光进行成像，通过所述成像模块(430)进行成像，获得所述光斑图像与所述芯片图像。
10.一种光纤与超导光子探测器对准方法，其特征在于，包括：
S210，提供单模光纤(10)与超导光子探测器芯片(20)，所述单模光纤(10)具有接头端(110)与对准端(120)；
S220，将所述单模光纤(10)的所述对准端(120)与所述超导光子探测器芯片(20)间隔正对设置；
S230，提供红外光源装置(30)，用于发射第四红外光，将所述第四红外光垂直照射所述单模光纤(10)；
S240，提供红外入射光源(410)，所述红外入射光源(410)发出第二红外光，并垂直照射所述超导光子探测器芯片(20)远离所述单模光纤(10)的表面，并经所述超导光子探测器芯片(20)反射形成第三红外光；
S250，根据所述第四红外光与所述第三红外光进行成像，获得阴影图像与芯片图像，其中，所述阴影图像为所述第四红外光对应形成的图像，所述芯片图像为所述第三红外光对应形成的所述超导光子探测器芯片(20)的图像；
S260，根据所述阴影图像与所述芯片图像的相对位置，调整所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)的相对位置，直至所述单模光纤(10)与所述超导光子探测器芯片(20)的探测位置中心对准。
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