CN112781725A - 多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法 - Google Patents
多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法，包括：衬底；薄膜叠层结构，位于衬底的上表面，薄膜叠层结构包括依次上下交替叠置的第一薄膜层及第二薄膜层，第一薄膜层的折射率与第二薄膜层的折射率不同，且第一薄膜层的厚度与第二薄膜层的厚度不同；中心波长优化层，位于薄膜叠层结构的上表面；超导纳米线，位于中心波长优化层薄膜层上表面。本发明可以获得多个中心波长的反射带，各反射带相当于对应其中心波长的反射镜，用于在其中心波长附近达到高效吸收；由于薄膜叠层结构中包括多个反射带，可以实现多个波段的高效吸收，从而可以满足用户对不同波段单光子探测器的应用需求，以及多波段成像或多波段探测等应用的需求。
Description
技术领域
本发明属于光探测技术领域，特别是涉及一种多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法。
背景技术
超导纳米线单光子探测器(Superconducting nanowire single photondetector:SNSPD)是近十几年发展起来的新型单光子探测技术，其相对于半导体探测器的最大的优势就是其超高的探测效率、快速响应速度以及几乎可以忽略的暗计数，且光谱响应范围可覆盖可见光至红外波段。2001年，莫斯科师范大学Gol’tsman小组首先利用5nm厚的NbN超薄薄膜制备了一条200nm宽的超导纳米线，成功实现了可见光到近红外波段的单光子探测，开启了超导纳米线单光子探测器的先河。此后，欧、美、俄、日等多个国家和研究小组纷纷开展了对SNSPD的研究。经过十余年的发展，SNSPD在1.5μm波长的探测效率从开始的不足1％已经提升到70％以上，甚至超过90％，远超过半导体SPD的探测效率。除此之外，其在暗计数、低时间抖动、高计数率等方面的优异性能已经在众多应用领域得到了验证。因此，在近红外波段附近具有优良性能表现的SNSPD无疑为激光雷达、量子信息等应用提供了很好的工具。
目前SNSPD已成为超导电子学和单光子探测领域的研究热点，并有力的推动了量子信息、激光雷达等领域科技发展。国际上SNSPD领域研究著名机构包括，美国的MIT、JPL、NIST、日本的NICT、俄罗斯的MSPU等。目前光纤通信波段1550nm，探测效率最高的器件为美国NIST采用极低温超导材料WSi(工作温度<1K)研发，探测效率高达93％，而采用低温超导材料NbN(工作温度>2K)研发的SNSPD最高探测效率也达到了90％以上。除科研机构外，国际上目前已有6家主要从事SNSPD相关技术产品的公司。
随着SNSPD技术发展，近年来其应用范围从1550波段延伸到可见及近红外其他波段。一方面体现在研究人员对不同波段探测器的需求日益增加，另一方面多波光的应用需要探测器同时实现几个不同波长的高效探测。现有的单光子探测器有两种典型器件结构，基于镜面结构(金属反射镜或介质高反膜结构反射镜)的正面光耦合器件及基于光学腔的背面光耦合器件。然而现有的单光子探测器受限于光学腔共振的窄带特性，已报道的单光子探测器仅高效工作在其单一共振目标波长处，即仅在单一波段可以实现较高吸收效率，超导纳米线对光子的宽谱响应特性并未完全展现，无法满足高灵敏度多光谱探测的需求。此外，从应用层面上讲，现有成像系统受制于探测器件往往响应带宽窄，另外需要滤波器、棱镜或其他分光技术才能实现不同探测器间不同的光谱探测，结构复杂。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法，用于解决现有技术中的多光谱单光子成像系统存在的响应带宽窄，无法实现多光谱成像，灵敏度低，需要滤波器、棱镜或其他分光技术才能实现不同SNSPD间不同的光谱成像，结构复杂等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器，所述多光谱超导纳米线单光子探测器包括：
衬底；
薄膜叠层结构，位于所述衬底的上表面；所述薄膜叠层结构包括依次上下交替叠置的第一薄膜层及第二薄膜层，所述第一薄膜层的折射率与所述第二薄膜层的折射率不同，且所述第一薄膜层的厚度与所述第二薄膜层的厚度不同；
中心波长优化层，位于所述叠层结构的上表面；
超导纳米线，位于所述中心波长优化层的上表面。
可选地，所述第一薄膜层的折射率大于所述第二薄膜层的折射率。
可选地，所述薄膜叠层结构包括2～20个叠置周期，一个所述叠置周期包括一层所述第一薄膜层及一层位于其上表面的所述第二薄膜层。
可选地，所述第一薄膜层的厚度大于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，所述第二薄膜层的厚度小于入射光在所述第二薄膜层内等效波长的1/4。
可选地，所述薄膜叠层结构包括2～10个叠置周期，一个所述叠置周期包括多层所述第一薄膜层及多层所述第二薄膜层。
可选地，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度均相同，各层所述第二薄膜层的厚度均相同。
可选地，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度不尽相同，各层所述第二薄膜层的厚度不尽相同。
可选地，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度均相同，各层所述第二薄膜层的厚度不尽相同。
可选地，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度不尽相同，各层所述第二薄膜层的厚度均相同。
可选地，同一所述叠置周期内，部分所述第一薄膜层的厚度大于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，部分所述第一薄膜层的厚度小于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，各层所述第二薄膜层的厚度均等于入射光在所述第二薄膜层内等效波长的1/4。
可选地，所述第一薄膜层的厚度及所述第二薄膜层的厚度均满足如下公式：
其中，tk为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层或所述第二薄膜层所在的层数，d(tk)为一个所述叠置周期内处于第tk层的所述第一薄膜层或所述第二薄膜层的厚度；λ0为入射光在所述第一薄膜层或所述第二薄膜层内的等效波长；cof_mod为每层所述第一薄膜层或所述第二薄膜层的厚度调制强度，0≤cof_mod≤1；p_mod为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层及所述第二薄膜层的总层数；1≤i≤p_mod-1。
本发明还提供一种多光谱单光子成像系统，所述多光谱单光子成像系统包括：
至少一多光谱超导纳米线单光子探测器；
电流偏置装置，与所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的超导纳米线相连接，用于向所述超导纳米线上施加偏置电流；
光源，用于提供所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光；
计数装置，与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接，用于探测不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率；及
后处理装置，与所述计数装置相连接，用于基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
可选地，所述后处理装置基于如下公式得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数。
可选地，所述多光谱单光子成像系统还包括：
第一光纤，位于所述光源与所述多光谱超导纳米线单光子探测器之间，一端与所述光源相连接，另一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接；
第二光纤，位于所述多光谱超导纳米线单光子探测器与所述计数装置之间，一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接，另一端与所述计数装置相连接。
可选地，所述多光谱单光子成像系统包括一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，所述电流偏置装置用于向所述多光谱超导纳米线单光子探测器的所述超导纳米线上施加不同的所述偏置电流。
可选地，所述多光谱单光子成像系统包括多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，所述电流偏置装置与各所述多光谱超导纳米线单光子探测器均相连接，用于向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器分别施加不同的所述偏置电流。
可选地，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器呈线性排布或呈阵列排布。
本发明还提供一种多光谱单光子成像方法，所述多光谱单光子成像方法包括如下步骤：
提供至少一多光谱超导纳米线单光子探测器；
将所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光照射于所述多光谱超导纳米线单光子探测器上，向所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的所述超导纳米线上施加偏置电流，并探测得到不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率；及
基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
可选地，提供一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器；分别向所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的所述超导纳米线上施加不同的偏置电流，并分别探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率。
可选地，提供多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，照射于各所述多光谱超导纳米线单光子探测器上的所述入射光的波长相同；向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器分别施加不同的偏置电流，并探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率。
可选地，基于各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数均满足如下公式：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；
不同偏置电流下可以得到多组不同的上述公式，多组所述公式求解即可得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
如上所述，本发明的多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法，具有以下有益效果：
本发明的多光谱超导纳米线单光子探测器通过将薄膜叠层结构中的第一薄膜层及第二薄膜层的厚度设置为不同，可以获得多个中心波长的反射带，各反射带相当于对应其中心波长的反射镜，用于在其中心波长附件达到高效吸收；由于薄膜叠层结构中包括多个反射带，从而可以实现多个波段的高效吸收，即可以得到多个共振吸收波长，从而可以满足用户对不同波段单光子探测器的应用需求，以及多波段成像或多波段探测等应用的需求；
本发明的多光谱超导纳米线单光子探测器通过在薄膜叠层结构上形成中心波长优化层，可以实现共振吸收峰的调整，从而得到不同所需波段的共振吸收波长。
本发明的多光谱单光子成像系统可实现单光子成像，灵敏度高，响应带宽宽，可实现多光谱成像，通过在多光谱超导纳米线单光子探测器中的超导纳米线上施加不同的偏置电流即可实现不同SNSPD间不同的光谱成像。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的不同示例的多光谱超导纳米线单光子探测器的结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的多光谱超导纳米线单光子探测器中薄膜叠层结构包括12个由一层第一薄膜层及一层第二薄膜层构成的叠置周期，第一薄膜层的厚度为入射光在第一薄膜层内等效波长的0.35，第二薄膜层的厚度为入射光在第二薄膜层内等效波长的0.15，且薄膜叠层结构的中心波长为1600nm时的反射率曲线及吸收率曲线；其中，曲线①为反射率曲线，曲线②为吸收率曲线，离散点为探测效率点。
图3显示为本发明实施例一中提供的多光谱超导纳米线单光子探测器薄膜叠层结构包括12个叠置周期，第一薄膜层的厚度为入射光在第一薄膜层内等效波长的0.35，第二薄膜层的厚度为入射光在第二薄膜层内等效波长的0.15，且薄膜叠层结构的中心波长为1600nm时得到的1550nm、800nm及550nm波段的探测效率及暗计数率随器件偏置电流的变化曲线；其中，曲线①为550nm波段的探测效率曲线，曲线②为800nm波段的探测效率曲线，曲线③为1550nm波段的探测效率曲线，曲线④为器件的暗计数率曲线。
图4显示为本发明实施例二中提供的不同示例的多光谱超导纳米线单光子探测器的结构示意图。
图5显示为本发明实施例二中提供的多光谱超导纳米线单光子探测器中薄膜叠层结构包括7个由两层第一薄膜层与两层第二薄膜层交替叠置构成的叠置周期，一个叠置周期中底层第一薄膜层的厚度为入射光在该层第一薄膜层内等效波长的0.125，另一第一薄膜层的厚度为入射光在该层第一薄膜层内等效波长的0.375，两层第二薄膜层的厚度均为入射光在第二薄膜层内等效波长的0.25，且薄膜叠层结构的中心波长为1550nm时的反射率曲线及吸收率曲线；其中，曲线①为反射率曲线，曲线②为吸收率曲线，离散点为探测效率点。
图6显示为本发明实施例二中提供的多光谱超导纳米线单光子探测器中薄膜叠层结构包括7个由两层第一薄膜层与两层第二薄膜层交替叠置构成的叠置周期，一个叠置周期中底层第一薄膜层的厚度为入射光在该层第一薄膜层内等效波长的0.125，另一第一薄膜层的厚度为入射光在该层第一薄膜层内等效波长的0.375，两层第二薄膜层的厚度均为入射光在第二薄膜层内等效波长的0.25，且薄膜叠层结构的中心波长为1550nm时得到的1550nm、1000nm及600nm波段的探测效率及暗计数率随器件偏置电流的变化曲线；其中，曲线①为600nm波段的探测效率曲线，曲线②为1000nm波段的探测效率曲线，曲线③为1550nm波段的探测效率曲线，曲线④为器件的暗计数率曲线。
图7及图8显示为本发明实施例三中提供的不同的多光谱单光子成像系统的结构框图。
图9显示为本发明实施例四中提供的多光谱单光子成像方法的流程图。
元件标号说明
1 多光谱超导纳米线单光子探测器
10 衬底
11 薄膜叠层结构
111 第一薄膜层
112 第二薄膜层
12 超导纳米线
13 中心波长优化层
2 电流偏置装置
3 光源
4 计数装置
5 后处理装置
S1～S3 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图7至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1，本发明提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器1，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1包括：衬底10；薄膜叠层结构11，所述薄膜叠层结构11位于所述衬底10的上表面；所述薄膜叠层结构11包括依次上下交替叠置的第一薄膜层111及第二薄膜层112，所述第一薄膜层111的折射率与所述第二薄膜层112的折射率不同，且所述第一薄膜层111的厚度与所述第二薄膜层112的厚度不同；中心波长优化层13，所述中心波长优化层13位于所述薄膜叠层结构11的上表面；超导纳米线12，所述超导纳米线12位于所述中心波长优化层13的上表面。
作为示例，所述衬底10可以包括硅衬底、MgO衬底或蓝宝石衬底；所述衬底10的厚度可以根据实际需要进行设定，譬如，所述衬底10的厚度可以为但不仅限于300微米～500微米；优选地，本实施例中，所述衬底10为硅衬底，所述衬底10的厚度可以为400微米。当然，其他种类的衬底或厚度也可能适用于本发明，因此，并不限定于此处所列举的几种示例。
作为示例，所述第一薄膜层111的折射率可以大于所述第二薄膜层112的折射率。具体的，所述第一薄膜层111可以包括但不仅限于硅(Si)层、氧化钛(TiO2)层或氧化铊(Ta2O5)层，所述第二薄膜层112可以包括但不仅限于氧化硅(SiO2)层。
作为示例，所述薄膜叠层结构11中包括若干层由下至上依次交替叠置的第一薄膜层111及所述第二薄膜层112，即所述薄膜叠层结构11中，所述第一薄膜层111位于所述衬底10的上表面。相较于包括若干层由下至上依次交替叠置的第二薄膜层112及所述第一薄膜层111的薄膜叠层结构，本发明的所述薄膜叠层结构11可以实现中心波长的最大吸收。
作为示例，所述薄膜叠层结构11中一个所述叠置周期可以包括一层所述第一薄膜层111及一层位于所述第一薄膜层111上表面的所述第二薄膜层112。
作为示例，所述薄膜叠层结构11中包括的所述叠置周期的数量可以根据实际需要进行设定，但所述薄膜叠层结构11内所述叠置周期的数量不宜太多或太少，所述薄膜叠层结构11内所述叠置周期的数量太少时会影响所述薄膜叠层结构11的反射率，所述薄膜叠层结构11内所述叠置周期的数量太多时又会增加后续加工工艺的难度；优选地，所述薄膜叠层结构11中，所述叠置周期的数量可以包括2～20个，即所述薄膜叠层结构11包括2～20个叠置周期。需要说明的是，图1至图3仅以所述薄膜层叠层结构11中所述叠置周期为10个作为示例。
作为示例，所述第一薄膜层111的厚度可以大于入射光在所述第一薄膜层111内等效波长的1/4，所述第二薄膜层112的厚度小于入射光在所述第二薄膜层112内等效波长的1/4；需要说明的是，图1至图3中竖直向下的箭头即为所述入射光。
作为示例，所述第一薄膜层111的厚度及所述第二薄膜层112的厚度均满足如下公式：
其中，tk为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层111或所述第二薄膜层112所在的层数，d(tk)为一个所述叠置周期内处于第tk层的所述第一薄膜层111或所述第二薄膜层112的厚度；λ0为入射光在所述第一薄膜层111或所述第二薄膜层112内的等效波长；cof_mod为每层所述第一薄膜层111或所述第二薄膜层112的厚度调制强度，0≤cof_mod≤1；p_mod为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层111及所述第二薄膜层112的总层数；1≤i≤p_mod-1。
作为示例，所述第一薄膜层111的厚度可以包括但不仅限于入射光在所述第一薄膜层111内等效波长的0.35，所述第二薄膜层112的厚度可以包括但不限于入射光在所述第二薄膜层112内等效波长的0.15，且所述薄膜叠层结构11的中心波长为1600nm。
作为示例，所述超导纳米线12的形状可以为曲折蜿蜒状，即所述超导纳米线12可以呈曲折蜿蜒状延伸。所述超导纳米线12的材料可以包括NbN、Nb、TaN、MoSi、MoGe、NbTiN或WSi；优选地，本实施例中，所述超导纳米线12的材料可以为NbN。
作为示例，所述超导纳米线12的尺寸可以根据实际需要进行设定，优选地，所述超导纳米线12的宽度可以为50纳米～100纳米，所述超导纳米线12的厚度可以为5纳米～10纳米。
需要说明的是，所述超导纳米线12的尺寸需要根据长波段光子中能量较小的光子设计，以确保所述超导纳米线12可以响应长波段光子中能量较小的光子。由于长波段对应的光子能量较小，一般情况下，所述超导纳米线12可以响应长波段光子必然也能够响应短波段光子。
作为示例，所述中心波长优化层13的材料可以与位于其下方且与其相接触的薄膜层层的材料相同，即所述中心波长优化层13的材料可以与薄膜叠层结构11中的顶层光学薄膜层的材料相同，亦即，所述中心波长优化层13的材料可以与所述第二薄膜层112的材料相同。
请参阅图2，由图2可知，本实施例的多光谱超导纳米线单光子探测器1在较宽波段范围内具有较高的反射率，且在多个不同波段可以实现高效吸收，譬如图4中的1550nm、800nm及550nm及420nm处均有较高效的光吸收。
请参阅图3，由图3可知，本实施例的多光谱超大纳米线单光子探测器在1550nm、800nm及550nm三个波段均取得了较高的探测效率。
实施例二
请结合图1参阅图4，本实施例还提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器1，本实施例中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器1的具体结构与实施例一中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器1的具体结构大致相同，二者的区别在于：实施例一中，所述薄膜叠层结构11中一个所述叠置周期包括一层所述第一薄膜层111及一层所述第二薄膜层112；而本实施例中，所述薄膜叠层结构11中一个所述叠置周期包括多层所述第一薄膜层111及多层所述第二薄膜层112。
在一示例中，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层111的厚度可以均相同，各层所述第二薄膜层112的厚度可以均相同。
在另一示例中，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层111的厚度可以不尽相同，各层所述第二薄膜层112的厚度可以不尽相同。
在又一示例中，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层111的厚度可以均相同，各层所述第二薄膜层112的厚度可以不尽相同。
在又一示例中，1同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层111的厚度可以不尽相同，各层所述第二薄膜层112的厚度可以均相同，如图6至图8所示。需要说明的是，图6至图8中均已一个所述叠置周期包括两层所述第一薄膜层111及两层所述第二薄膜层112作为示例，且同一所述叠层周期中，所述第一薄膜层111及所述第二薄膜层112由下至上依次交替叠置。
作为示例，同一所述叠置周期内，部分所述第一薄膜层111的厚度可以大于入射光在所述第一薄膜层111内等效波长的1/4，部分所述第一薄膜层111的厚度可以小于入射光在所述第一薄膜层111内等效波长的1/4，各层所述第二薄膜层112的厚度可以均等于入射光在所述第二薄膜层112内等效波长的1/4。
具体的，在一示例中，一个所述叠置周期中底层的所述第一薄膜层111的厚度可以为入射光在该层所述第一薄膜层111内等效波长的0.125，另一所述第一薄膜层111的厚度为入射光在该层所述第一薄膜层111内等效波长的0.375，两层所述第二薄膜层112的厚度均为入射光在所述第二薄膜层112内等效波长的0.25，且所述薄膜叠层结构11的中心波长为1550nm。
请参阅图5，由图5可知，本实施例的多光谱超导纳米线单光子探测器1在较宽波段范围内具有较高的反射率，且在多个不同波段可以实现高效吸收，譬如图4中的1550nm、1000nm及600nm及500nm处均有较高效的光吸收。
请参阅图6，由图6可知，本实施例的多光谱超大纳米线单光子探测器在1550nm、1000nm及600nm三个波段均取得了较高的探测效率。
本实施例中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器1的其他结构与实施例一中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器1中对应结构相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。
实施例三
请参照图7及图8，本发明提供一种多光谱单光子成像系统，所述多光谱单光子成像系统包括：至少一种如实施例一或实施例二中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器1；电流偏置装置2，所述电流偏置装置2与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的超导纳米线(未示出)相连接，所述电流偏置装置2用于向所述超导纳米线上施加偏置电流；光源3，所述光源3用于提供所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光；计数装置4，所述计数装置4与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1相连接，所述计数装置4用于探测不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率；及后处理装置5，所述后处理装置5与所述计数装置4相连接，所述后处理装置5用于基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的入射光子数。
作为示例，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以包括任意一种可以实现多光谱高效探测的超导纳米线单光子探测器，譬如，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以包括但不仅限于如申请号为201811486995.1的专利中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，此时，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的具体结构请参阅申请号为201811486995.1的专利，此处不再累述。
在一示例中，如图7所示，所述多光谱单光子成像系统可以包括一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1，所述电流偏置装置2用于分多次分别向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的所述超导纳米线上施加不同的所述偏置电流。
在另一示例中，所述多光谱单光子成像系统可以包括多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1，所述电流偏置装置2与各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1均相连接，用于向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1分别试驾不同的所述偏置电流。需要说明的是，所述电流偏置装置2的数量可以为多个，具体的，所述电流偏置装置2的数量可以与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的数量相同，且所述电流偏置装置2与所述多光谱超导纳米线单光探测器1一一对应连接，各所述电流偏置装置2施加的所述偏置电流不同，即各所述电流偏置装置2分别向与之相连接的所述多光谱超导纳米线单光子探测器1施加不同的所述激励电流；当然，在其他示例中，所述电流偏置装置2的数量也可以为一个，此时，一个所述电流偏置装置2可以同时提供多个不同的所述偏置电流，即一个所述电流偏置装置2同时向不同的所述多光谱超导纳米线单光子探测器1分别施加不同的所述偏置电流。
作为示例，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1为多个时，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以呈线性排布(即多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以呈单行或单列排布)，也可以呈阵列排布，当然，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1还可以呈不规则的离散排布。
作为示例，所述电流偏置装置2可以为任意一种可以产生偏置电流的装置，可以产生偏置电流的装置的具体结构为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
作为示例，所述光源3可以产生所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以响应波长的入射光；由于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以响应多波长的入射光，故所述光源3可以包括多个入射光源，用于分别产生不同波长的所述入射光；譬如，所述光源3可以产生但不仅限于532nm、850nm及1064nm三个波长的所述入射光。
作为示例，用于探测不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率的所述计数装置4的具体结构为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
作为示例，所述后处理装置5基于如下公式得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的所述入射光的入射光子数：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的入射光子数。
具体的，基于上述公式，对于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的同一入射光波长，施加一个所述偏置电流即可得到对应于上述的一个公式，在施加不同的所述偏置电流的情况下可以得到一组包括多个上述公式(由于探测效率受偏置电流的影响，各公式中的探测效率不同)的公式组，对所述公式组中的多个上述公式进行求解，即可得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的入射光子数。
实现上述功能的所述后处理装置5的具体结构为本领域技术人员所知晓，此处不再累述。
作为示例，所述多光谱成像系统还包括第一光纤(未示出)及第二光纤(未示出)；所述第一光纤位于所述光源3与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1之间，一端与所述光源3相连接，另一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1相连接，所述第一光纤用于将所述光源3发出的所述入射光传输至所述多光谱超导纳米线单光子探测器1上；所述第二光纤位于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1与所述计数装置4之间，一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1相连接，另一端与所述计数装置4相连接。
以所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应532nm、850nm及1064nm三个波长的所述入射光为例，所述多光谱单光子成像系统包括一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1时的工作原理为：使用所述光源3向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1提供波长为532nm的所述入射光；使用所述电流偏置装置2向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的所述超导纳米线上施加第一偏置电流；探测所述第一偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1对532nm的所述入射光的光子数及探测效率；得到所述第一偏置电流下532nm的所述入射光的如下公式∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni；使用所述电流偏置装置2向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的所述超导纳米线上施加第二偏置电流；探测所述第二偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1对532nm的所述入射光的光子数及探测效率；得到所述第二偏置电流下532nm的所述入射光的如下公式∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni…重复上述步骤可得到多组不同偏置电流下的公式，对得到的多组公式求解即可得到532nm的所述入射光的入射光子数。对于850nm及1064nm两个波长的所述入射光的入射光子数可以采用上述类似的方法得到，此处不再累述。
以所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应532nm、850nm及1064nm三个波长的所述入射光为例，所述多光谱单光子成像系统包括多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1时的工作原理为：使用所述光源3向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1提供波长为532nm的所述入射光；使用所述电流偏置装置2分别向不同的所述多光谱超导纳米线单光子探测器1提供不同的偏置电流；探测各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1在对应的所述偏置电流下对532nm的所述入射光的光子数及探测效率；得到多组不同偏置电流下532nm的所述入射光的如下公式∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni；，对得到的多组公式求解即可得到532nm的所述入射光的入射光子数。对于850nm及1064nm两个波长的所述入射光的入射光子数可以采用上述类似的方法得到，此处不再累述。
本发明的所述多光谱单光子成像系统可实现单光子成像，灵敏度高，响应带宽宽，可实现多光谱成像，通过在所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的所述超导纳米线上施加不同的偏置电流即可实现不同SNSPD间不同的光谱成像。
实施例四
请结合图7至图8参阅图9，本发明还提供一种多光谱单光子成像方法，所述多光谱单光子成像方法可以基于但不仅限于实施例三中所述的多光谱单光子成像系统实施，所述多光谱单光子成像系统的具体结构请参阅实施例三，此处不再累述；所述多光谱单光子成像方法包括如下步骤：
1)提供至少一种如实施例一或实施例二中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器；
2)将所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光照射于所述多光谱超导纳米线单光子探测器上，向所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的所述超导纳米线上施加偏置电流，并探测得到不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率；及
3)基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
在步骤1)中，请结合图7至图8参阅图9中的S1步骤，提供至少一多光谱超导纳米线单光子探测器1。
作为示例，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以包括任意一种可以实现多光谱高效探测的超导纳米线单光子探测器，譬如，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以包括但不仅限于如申请号为201811486995.1的专利中所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，此时，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的具体结构请参阅申请号为201811486995.1的专利，此处不再累述。
在一示例中，如图7所示，所述多光谱单光子成像系统可以包括一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1，所述电流偏置装置2用于分多次分别向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的所述超导纳米线上施加不同的所述偏置电流。
在另一示例中，所述多光谱单光子成像系统可以包括多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1，所述电流偏置装置2与各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1均相连接，用于向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1分别试驾不同的所述偏置电流。需要说明的是，所述电流偏置装置2的数量可以为多个，具体的，所述电流偏置装置2的数量可以与所述多光谱超导纳米线单光子探测器1的数量相同，且所述电流偏置装置2与所述多光谱超导纳米线单光探测器1一一对应连接，各所述电流偏置装置2施加的所述偏置电流不同，即各所述电流偏置装置2分别向与之相连接的所述多光谱超导纳米线单光子探测器1施加不同的所述激励电流；当然，在其他示例中，所述电流偏置装置2的数量也可以为一个，此时，一个所述电流偏置装置2可以同时提供多个不同的所述偏置电流，即一个所述电流偏置装置2同时向不同的所述多光谱超导纳米线单光子探测器1分别施加不同的所述偏置电流。
作为示例，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1为多个时，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以呈线性排布(即多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以呈单行或单列排布)，也可以呈阵列排布，当然，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1还可以呈不规则的离散排布。
作为示例，所述多光谱超导纳米线单光子探测器1可以但不仅限于响应532nm、850nm及1064nm三个波长的所述入射光。
在步骤2)中，请结合图7至图8参阅图9中的S2步骤，将所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光照射于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1上，向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的所述超导纳米线上施加偏置电流，并探测得到不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率。
作为示例，步骤1)中提供一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1时；将某一波长(譬如，532nm)的入射光照射于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1上，分别向所述多光谱超导纳米线单光子探测器1中的所述超导纳米线上施加不同的偏置电流，并分别探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1对532nm的入射光的光子数及探测效率。对于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1对850nm及1064nm两个波长的所述入射光采用类似于上述方法探测，此处不再累述。
作为示例，步骤1)中提供多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器1时，将某一波长(譬如，532nm)的入射光照射于各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1上，向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器1分别施加不同的偏置电流，并探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器532nm的入射光的光子数及探测效率。对于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1对850nm及1064nm两个波长的所述入射光采用类似于上述方法探测，此处不再累述。
在步骤3)中，请结合图7至图8参阅图9中的S3步骤，基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的入射光子数。
作为示例，基于各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应波长的入射光的入射光子数均满足如下公式：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长为λ的入射光的入射光子数；
对于所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的同一波长的入射光，不同偏置电流下可以得到多组不同的上述公式，多组所述公式求解即可得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器1响应的波长的入射光的入射光子数。
综上所述，本发明提供一种多光谱超导纳米线单光子探测器、成像系统及成像方法，所述多光谱超导纳米线单光子探测器包括：衬底；薄膜叠层结构，位于所述衬底的上表面；所述薄膜叠层结构包括依次上下交替叠置的第一薄膜层及第二薄膜层，所述第一薄膜层的折射率与所述第二薄膜层的折射率不同，且所述第一薄膜层的厚度与所述第二薄膜层的厚度不同；中心波长优化层，位于所述薄膜叠层结构的上表面；超导纳米线，位于所述中心波长优化层的上表面。本发明的多光谱超导纳米线单光子探测器通过将薄膜叠层结构中的第一薄膜层及第二薄膜层的厚度设置为不同，可以获得多个中心波长的反射带，各反射带相当于对应其中心波长的反射镜，用于在其中心波长附件达到高效吸收；由于薄膜叠层结构中包括多个反射带，从而可以实现多个波段的高效吸收，即可以得到多个共振吸收波长，从而可以满足用户对不同波段单光子探测器的应用需求，以及多波段成像或多波段探测等应用的需求；本发明的多光谱超导纳米线单光子探测器通过在薄膜叠层结构上形成中心波长优化层，可以实现共振吸收峰的调整，从而得到不同所需波段的共振吸收波长；本发明的多光谱单光子成像系统可实现单光子成像，灵敏度高，响应带宽宽，可实现多光谱成像，通过在多光谱超导纳米线单光子探测器中的超导纳米线上施加不同的偏置电流即可实现不同SNSPD间不同的光谱成像。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (22)
1.一种多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，包括：
衬底；
薄膜叠层结构，位于所述衬底的上表面；所述薄膜叠层结构包括依次上下交替叠置的第一薄膜层及第二薄膜层，所述第一薄膜层的折射率与所述第二薄膜层的折射率不同，且所述第一薄膜层的厚度与所述第二薄膜层的厚度不同；
中心波长优化层，位于所述薄膜叠层结构的上表面；
超导纳米线，位于优化层薄膜的上表面。
2.根据权利要求1所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述第一薄膜层的折射率大于所述第二薄膜层的折射率。
3.根据权利要求1所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述薄膜叠层结构包括2～20个叠置周期，一个所述叠置周期包括一层所述第一薄膜层及一层位于其上表面的所述第二薄膜层。
4.根据权利要求3所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述第一薄膜层的厚度大于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，所述第二薄膜层的厚度小于入射光在所述第二薄膜层内等效波长的1/4。
5.根据权利要求1所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述薄膜叠层结构包括2～10个叠置周期，一个所述叠置周期包括多层所述第一薄膜层及多层所述第二薄膜层。
6.根据权利要求5所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度均相同，各层所述第二薄膜层的厚度均相同。
7.根据权利要求5所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度不尽相同，各层所述第二薄膜层的厚度不尽相同。
8.根据权利要求5所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度均相同，各层所述第二薄膜层的厚度不尽相同。
9.根据权利要求5所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，同一所述叠置周期内，各层所述第一薄膜层的厚度不尽相同，各层所述第二薄膜层的厚度均相同。
10.根据权利要求9所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，同一所述叠置周期内，部分所述第一薄膜层的厚度大于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，部分所述第一薄膜层的厚度小于入射光在所述第一薄膜层内等效波长的1/4，各层所述第二薄膜层的厚度均等于入射光在所述第二薄膜层内等效波长的1/4。
11.根据权利要求1所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述第一薄膜层的厚度及所述第二薄膜层的厚度均满足如下公式：
其中，tk为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层或所述第二薄膜层所在的层数，d(tk)为一个所述叠置周期内处于第tk层的所述第一薄膜层或所述第二薄膜层的厚度；λ0为入射光在所述第一薄膜层或所述第二薄膜层内的等效波长；cof_mod为每层所述第一薄膜层或所述第二薄膜层的厚度调制强度，0≤cof_mod≤1；p_mod为一个所述叠置周期内所述第一薄膜层及所述第二薄膜层的总层数；1≤i≤p_mod-1。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的多光谱超导纳米线单光子探测器，其特征在于，所述中心波长优化层厚度为0-300nm,用于调整吸收峰中心波长的最优位置。
13.一种多光谱单光子成像系统，其特征在于，包括：
至少一种如权利要求1至12中任一项所述的多光谱超导纳米线单光子探测器；
电流偏置装置，与所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的超导纳米线相连接，用于向所述超导纳米线上施加偏置电流；
光源，用于提供所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光；
计数装置，与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接，用于探测不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率；及
后处理装置，与所述计数装置相连接，用于基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
14.根据权利要求13所述的多光谱单光子成像系统，其特征在于，所述后处理装置基于如下公式得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数。
15.根据权利要求13所述的多光谱单光子成像系统，其特征在于，所述多光谱单光子成像系统还包括：
第一光路，为光纤或自由空间光路，位于所述光源与所述多光谱超导纳米线单光子探测器之间，一端与所述光源相连接，另一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接；
第二电路，为低温同轴电缆或其他低温传输线，位于所述多光谱超导纳米线单光子探测器与所述计数装置之间，一端与所述多光谱超导纳米线单光子探测器相连接，另一端与所述计数装置相连接。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的多光谱单光子成像系统，其特征在于，所述多光谱单光子成像系统包括一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，所述电流偏置装置用于向所述多光谱超导纳米线单光子探测器的所述超导纳米线上施加不同的所述偏置电流。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的多光谱单光子成像系统，其特征在于，所述多光谱单光子成像系统包括多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，所述电流偏置装置与各所述多光谱超导纳米线单光子探测器均相连接，用于向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器分别施加不同的所述偏置电流。
18.根据权利要求17所述的多光谱单光子成像系统，其特征在于，多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器呈线性排布或呈阵列排布。
19.一种多光谱单光子成像方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供至少一种权利要求1至12中任一项所述的多光谱超导纳米线单光子探测器；
将所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光照射于所述多光谱超导纳米线单光子探测器上，向所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的所述超导纳米线上施加偏置电流，并探测得到不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数，同时标定器件在不同波长下的探测效率；及
基于不同偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
20.根据权利要求19所述的多光谱单光子成像方法，其特征在于，提供一个所述多光谱超导纳米线单光子探测器；分别向所述多光谱超导纳米线单光子探测器中的所述超导纳米线上施加不同的偏置电流，并分别探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率。
21.根据权利要求19所述的多光谱单光子成像方法，其特征在于，提供多个所述多光谱超导纳米线单光子探测器，照射于各所述多光谱超导纳米线单光子探测器上的所述入射光的波长相同；向各所述多光谱超导纳米线单光子探测器分别施加不同的偏置电流，并探测得到各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率。
22.根据权利要求19所述的多光谱单光子成像方法，其特征在于，基于各偏置电流下所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的光子数及探测效率得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数均满足如下公式：
∫m(λ)×pi(λ)dλ＝ni
其中，λ为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的入射光波长；m(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；pi(λ)为所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的探测效率，0≤pi(λ)≤1；ni为探测得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应的波长为λ的入射光的入射光子数；
不同偏置电流下可以得到多组不同的上述公式，多组所述公式求解即可得到所述多光谱超导纳米线单光子探测器响应波长的入射光的入射光子数。
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